JP6554453B2 - Differential voltage measuring device - Google Patents

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は、順次取得される第1電圧と第2電圧との電圧差の測定精度を高めるための技術に関する。   The present invention relates to a technique for increasing measurement accuracy of a voltage difference between a first voltage and a second voltage that are sequentially acquired.

例えば、電動モータを用いて走行する電気自動車(EV)や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車(HEV)などの各種車両には、電動モータの動力源として、リチウムイオン充電池やニッケル水素充電池などの二次電池が搭載されている。   For example, in various vehicles such as an electric vehicle (EV) traveling using an electric motor and a hybrid vehicle (HEV) traveling using a combination of an engine and an electric motor, a lithium ion rechargeable battery as a power source of the electric motor And rechargeable batteries such as nickel metal hydride batteries.

このような二次電池は、充電及び放電を繰り返すことにより劣化が進み、蓄電可能容量(電流容量や電力容量など)が徐々に減少することが知られている。そして、二次電池を用いた電気自動車などにおいては、二次電池の劣化の度合を検出することにより蓄電可能容量を求めて、二次電池によって走行可能な距離や二次電池の寿命などを算出している。   It is known that such secondary batteries are deteriorated by repeating charging and discharging, and the chargeable capacity (current capacity, power capacity, etc.) gradually decreases. Then, in an electric car or the like using a secondary battery, the storage capacity is determined by detecting the degree of deterioration of the secondary battery, and the distance that can be traveled by the secondary battery, the life of the secondary battery, etc. are calculated. doing.

二次電池の劣化の度合を示す指標の一つとして、初期蓄電可能容量に対する現在蓄電可能容量の割合であるSOH(State of Health)がある。このSOHは二次電池の内部抵抗と相関があることが知られている。このため、二次電池の内部抵抗を検出することにより、この内部抵抗に基づいてSOHを求めることができる。   One index indicating the degree of deterioration of the secondary battery is SOH (State of Health), which is the ratio of the current chargeable capacity to the initial chargeable capacity. It is known that this SOH has a correlation with the internal resistance of the secondary battery. For this reason, SOH can be calculated | required based on this internal resistance by detecting the internal resistance of a secondary battery.

一般に、内部抵抗は非常に小さいため、十分な検出精度を得ることが困難であったが、特許文献1には、内部抵抗の検出精度を高めた電池状態検出装置が開示されている。   In general, since the internal resistance is very small, it has been difficult to obtain sufficient detection accuracy. However, Patent Document 1 discloses a battery state detection device with improved internal resistance detection accuracy.

図12は、特許文献1に記載された電池状態検出装置500の概略構成を示す図である。検出対象である二次電池Bは、電圧を生じる起電力部eと内部抵抗rとを有している。この内部抵抗rを検出することにより、二次電池BのSOHを求めることができる。   FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a battery state detection device 500 described in Patent Document 1. As shown in FIG. The secondary battery B that is a detection target includes an electromotive force portion e that generates a voltage and an internal resistance r. By detecting the internal resistance r, the SOH of the secondary battery B can be obtained.

二次電池Bは、両電極(正極Bpおよび負極Bn)間に電圧Vを生じ、この電圧Vは、起電力部eによる起電力によって生じる電圧Veと内部抵抗rに電流が流れることにより生じる電圧Vrとによって決定される(V=Ve+Vr)。二次電池Bの負極Bnは、基準電位Gに接続されている。   The secondary battery B generates a voltage V between both electrodes (positive electrode Bp and negative electrode Bn), and this voltage V is a voltage generated by current flowing in voltage Ve generated by electromotive force by electromotive force unit e and internal resistance r And Vr (V = Ve + Vr). The negative electrode Bn of the secondary battery B is connected to the reference potential G.

電池状態検出装置500は、差動増幅部511と、切換スイッチ512と、第1コンデンサ513と、第2コンデンサ514と、充電部515と、第1アナログ−デジタル変換器(ADC)521と、第2アナログ−デジタル変換器(ADC)522と、マイクロコンピュータ(μCOM)540と、を有している。   The battery state detection device 500 includes a differential amplification unit 511, a changeover switch 512, a first capacitor 513, a second capacitor 514, a charging unit 515, a first analog-to-digital converter (ADC) 521, 2 includes an analog-to-digital converter (ADC) 522 and a microcomputer (μCOM) 540.

本図に示す構成において、μCOM540が出力ポートPO2を通じ、充電部515に充電開始の制御信号を送信すると、充電部515は、二次電池Bに予め定められた一定の充電電流Icを流し始める。これにより、二次電池Bの充電が開始される。   In the configuration shown in the figure, when the μCOM 540 transmits a control signal to start charging to the charging unit 515 through the output port PO2, the charging unit 515 starts to flow a predetermined constant charging current Ic to the secondary battery B. Thereby, charging of the secondary battery B is started.

充電が開始されると、μCOM540は、出力ポートPO1を通じて切換スイッチ512を制御し、二次電池Bの正極Bpと第1コンデンサ513とが接続されるようにする。これにより、第1コンデンサ513には充電中の二次電池Bの両電極間の電圧V1=Ve+r・Icが保持される。   When charging is started, the μCOM 540 controls the changeover switch 512 through the output port PO1 so that the positive electrode Bp of the secondary battery B and the first capacitor 513 are connected. As a result, the voltage V1 = Ve + r · Ic between the two electrodes of the secondary battery B being charged is held in the first capacitor 513.

次に、μCOM540は、入力ポートPI1を通じて取得する二次電池Bの両電極間の電圧が所定の状態検出電圧になると、出力ポートPO1を通じて切換スイッチ512を制御し、二次電池Bの正極Bpと第2コンデンサ514とが接続されるようにするとともに、出力ポートPO2を通じて充電部515に充電停止の制御信号を送信する。   Next, when the voltage between both electrodes of the secondary battery B acquired through the input port PI1 becomes a predetermined state detection voltage, the μCOM 540 controls the changeover switch 512 through the output port PO1, and the positive electrode Bp of the secondary battery B and The second capacitor 514 is connected, and a charging stop control signal is transmitted to the charging unit 515 through the output port PO2.

これにより、二次電池Bへの充電電流Icが停止し、第2コンデンサ514の蓄電状態が安定すると、第2コンデンサ514には充電停止中の二次電池Bの両電極間の電圧V2=Veが保持される。   As a result, when the charging current Ic to the secondary battery B is stopped and the storage state of the second capacitor 514 is stabilized, the voltage V2 between the two electrodes of the secondary battery B during the charging suspension in the second capacitor 514 = Ve Is retained.

この状態で、μCOM540は、入力ポートPI2を通じて差動増幅部511が出力する増幅電圧Vmを検出する。そして、検出した増幅電圧Vmを、差動増幅部511の増幅率Avで除し、さらに充電電流Icで除することにより、二次電池Bの内部抵抗r(=(Vm/Av)/Ic)を検出する。   In this state, the μCOM 540 detects the amplified voltage Vm output from the differential amplifier 511 through the input port PI2. Then, the detected amplification voltage Vm is divided by the amplification factor Av of the differential amplification unit 511 and further divided by the charging current Ic, whereby the internal resistance r (= (Vm / Av) / Ic) of the secondary battery B is obtained. Is detected.

最後に、μCOM540は、出力ポートPO2を通じて充電部515に対し充電開始の制御信号を送信する。充電部515はこの制御信号に応じて、二次電池Bに予め定められた一定の充電電流Icを再度流し始める。これにより充電が再開されて、電池状態検出処理を終了する。   Finally, the μCOM 540 transmits a charging start control signal to the charging unit 515 through the output port PO2. The charging unit 515 starts to flow a predetermined charging current Ic that is set in advance to the secondary battery B again in response to the control signal. As a result, charging is resumed and the battery state detection process is terminated.

特開2014−219311号公報JP 2014-219511 A

引用文献1に記載された電池状態検出装置500により、二次電池の内部抵抗の検出精度を高めることができ、電池状態の検出精度の低下を抑制することができる。   The battery state detection device 500 described in the cited document 1 can increase the detection accuracy of the internal resistance of the secondary battery, and can suppress a decrease in the detection accuracy of the battery state.

また、電池状態検出装置500の技術を応用して、二次電池の内部抵抗のみならず、電池等の電圧源における第1状態と第2状態との微小な電圧変化や回路中の2点の電位差等を高精度に測定することができる差電圧測定装置を構成することができる。   In addition, by applying the technology of the battery state detection device 500, not only the internal resistance of the secondary battery, but also a minute voltage change between the first state and the second state in a voltage source such as a battery or two points in the circuit A differential voltage measuring device capable of measuring a potential difference or the like with high accuracy can be configured.

すなわち、
1)第1状態の電圧源の電圧あるいは回路中の1点の電圧をスイッチ512と第1コンデンサ513で第1電圧としてサンプルホールドする。
2)第2状態の電圧源の電圧あるいは回路中の他点の電圧をスイッチ512と第2コンデンサ514で第2電圧としてサンプルホールドする。
3)第1電圧と第2電圧との差を差動増幅部511で増幅し、差動増幅部511が出力する増幅電圧Vmを差動増幅部511の増幅率Avで除する。
という処理を順次行なうことで、電圧源における第1状態と第2状態との微小な電圧変化あるいは回路中の1点と他点との電位差を高精度に測定することができる。
That is,
1) The voltage of the voltage source in the first state or the voltage at one point in the circuit is sampled and held by the switch 512 and the first capacitor 513 as the first voltage.
2) The voltage of the voltage source in the second state or the voltage at the other point in the circuit is sampled and held by the switch 512 and the second capacitor 514 as the second voltage.
3) The difference between the first voltage and the second voltage is amplified by the differential amplifier 511, and the amplified voltage Vm output from the differential amplifier 511 is divided by the amplification factor Av of the differential amplifier 511.
By sequentially performing these processes, a minute voltage change between the first state and the second state in the voltage source or a potential difference between one point and another point in the circuit can be measured with high accuracy.

特許文献1に記載された例では、二次電池Bに定電流Icが流れている状態が第1状態に相当し、電流が流れていない状態が第2状態に相当する。なお、電圧変化の検出対象である電圧源は、二次電池に限られず、一次電池、組電池を構成するセル、電源回路等であってもよい。   In the example described in Patent Document 1, the state where the constant current Ic flows through the secondary battery B corresponds to the first state, and the state where no current flows flows corresponds to the second state. In addition, the voltage source which is a detection object of a voltage change is not restricted to a secondary battery, The cell which comprises a primary battery, an assembled battery, a power supply circuit etc. may be sufficient.

ところで、実際のコンデンサでは、微小なリーク電流により、蓄積した電荷が抜け出す現象が発生する。このため、第1コンデンサ513で第1状態の電池の電圧をサンプルホールドした後、第2コンデンサ514で第2状態の電池の電圧をサンプルホールドが終了するまでの時間で、第1コンデンサ513が蓄積した電荷がリーク電流により僅かに抜け出すことになる。   By the way, in an actual capacitor, a phenomenon in which the accumulated charge escapes due to a minute leak current occurs. For this reason, after sampling and holding the voltage of the battery in the first state by the first capacitor 513, the first capacitor 513 stores the voltage of the battery in the second state by the second capacitor 514 until sample and hold is completed. The discharged electric charges are slightly discharged due to the leakage current.

第1コンデンサ513から電荷が抜け出すと第1電圧が実際よりも低く測定され、測定精度の低下を招くことになる。そこで、本発明は、順次取得される第1電圧と第2電圧との電圧差の測定精度を高めることを目的とする。   When the charge is discharged from the first capacitor 513, the first voltage is measured lower than the actual voltage, resulting in a decrease in measurement accuracy. Then, an object of this invention is to raise the measurement precision of the voltage difference of the 1st voltage and the 2nd voltage which are acquired sequentially.

上記課題を解決するため、本発明の差電圧測定装置は、第1コンデンサと、前記第1コンデンサよりも容量の小さい第2コンデンサと、前記第1コンデンサが保持する電圧と前記第2コンデンサが保持する電圧との差電圧に応じた電圧を出力する差動増幅部と、第1電圧を前記第1コンデンサに導き、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、第2電圧を前記第2コンデンサに導く制御部と、前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサと前記差動増幅部との接続状態を切り換える保護用スイッチと、温度センサと、を備え、前記制御部は、前記第1電圧を前記第1コンデンサに導く間は、前記保護用スイッチを切断状態とし、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導く間は、前記保護用スイッチを切断状態とし、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いた後、前記温度センサの測定値に応じて定められた待機時間経過後に、前記保護用スイッチを接続状態とすることを特徴とする。
ここで、電圧が印加される入力端の接続先を前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとで排他的に切り換える切換スイッチを備え、前記制御部は、前記切換スイッチを制御することで、前記第1電圧を前記第1コンデンサに導き、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導くようにしてもよい。
このとき、前記第1コンデンサの前記切換スイッチ接続側と反対側に接続状態を切り換えるリーク電流防止スイッチを備え、前記制御部は、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いている間、前記リーク電流防止スイッチを切断状態に切り換えるようにしてもよい。
また、前記第1電圧を生成するために供給する第1電流と、前記第2電圧を生成するために供給する第2電流とを切り換えて出力する電流出力部をさらに備えるようにしてもよい。
また、前記制御部は、前記第1電圧および前記第2電圧を生成するための電流の値を取得し、1)前記第1電圧を前記第1コンデンサに導いている間に取得した電流値が変化したとき、2)前記第1電圧を前記第1コンデンサに導いた後、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導くまでの間に取得した電流値が変化しなかったとき、3)前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いている間に取得した電流値が変化したとき、のいずれかを満たす場合に、前記差動増幅部の出力結果を無効としてもよい。
また、前記制御部は、あらかじめ設定された、前記第1電圧および前記第2電圧の供給源の内部接続に関する抵抗値に基づいて、前記差動増幅部の出力結果を補正してもよい。
In order to solve the above-mentioned subject, the difference voltage measuring device of the present invention holds a first capacitor, a second capacitor having a smaller capacity than the first capacitor, a voltage held by the first capacitor, and the second capacitor. A differential amplification unit for outputting a voltage according to a difference voltage between the first voltage and the second voltage, the first voltage being led to the first capacitor, and the second voltage being the second voltage while the first capacitor holds the first voltage The control unit includes: a control unit that leads to a second capacitor; a protection switch that switches a connection state between the first capacitor and the second capacitor and the differential amplification unit; and a temperature sensor , wherein the control unit While the voltage is conducted to the first capacitor, the protection switch is turned off, and the second voltage is conducted to the second capacitor while the first capacitor holds the first voltage. Is the disconnected state the protective switch, then the second voltage led to the second capacitor, after a lapse of the temperature sensor waiting time determined according to the measured value of the connection state the protective switch It is characterized by
Here, a switching switch is provided to exclusively switch the connection destination of the input end to which a voltage is applied between the first capacitor and the second capacitor, and the control unit controls the switching switch to One voltage may be led to the first capacitor, and the second voltage may be led to the second capacitor in a state where the first capacitor holds the first voltage.
At this time, a leakage current prevention switch for switching the connection state to the opposite side of the first capacitor to the changeover switch connection side, and the control unit is configured so that the first capacitor holds the first voltage while the first capacitor holds the first voltage. The leakage current prevention switch may be switched to a disconnected state while two voltages are guided to the second capacitor.
Further, the first current supply for generating a first voltage, may be further provided with a second current and a current output unit that outputs switch the supply to generate the second voltage.
In addition, the control unit acquires values of current for generating the first voltage and the second voltage, and 1) a current value acquired while the first voltage is conducted to the first capacitor is 2) when the current value acquired during the period until the second voltage is led to the second capacitor does not change when 2) the first voltage is led to the first capacitor; The output result of the differential amplifying unit may be invalidated when any of the current values obtained while the two voltages are being guided to the second capacitor is changed.
Further, the control unit may correct the output result of the differential amplification unit based on a preset resistance value related to the internal connection of the first voltage and the supply source of the second voltage.

本発明によれば、第1コンデンサの容量を大きくし、第2コンデンサの容量を小さくしているため、第1コンデンサの電荷抜けによる電圧低下を減らすことができるとともに、第2コンデンサの電荷蓄積時間を短くすることができる。これにより、第2コンデンサが電荷を蓄積している間の第1コンデンサの電圧低下を少なくすることができ、順次取得される第1電圧と第2電圧との差電圧の測定精度を高めることができる。   According to the present invention, since the capacity of the first capacitor is increased and the capacity of the second capacitor is decreased, the voltage drop due to the charge omission of the first capacitor can be reduced, and the charge storage time of the second capacitor can be reduced. Can be shortened. Thereby, the voltage drop of the first capacitor while the second capacitor is accumulating charges can be reduced, and the measurement accuracy of the differential voltage between the sequentially acquired first voltage and second voltage can be improved. it can.

第1の実施形態である電池状態検出装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the battery state detection apparatus which is 1st Embodiment. 電池状態検出装置における電池状態検出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the battery state detection process in a battery state detection apparatus. 第2の実施形態である差電圧測定装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the differential voltage measuring apparatus which is 2nd Embodiment. 差動増幅部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a differential amplifier. 差電圧測定装置の第1の変形例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 1st modification of a differential voltage measuring device. リーク電流防止スイッチのオンオフ切り換え制御を説明する図である。It is a figure explaining ON / OFF switching control of a leakage current prevention switch. 差電圧測定装置の第2の変形例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd modification of a differential voltage measuring device. 温度とコンデンサのリーク電流との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between temperature and the leakage current of a capacitor | condenser. 測定時の電流変化について説明する図である。It is a figure explaining the electric current change at the time of a measurement. 差電圧測定装置の第3の変形例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the 3rd modification of a differential voltage measuring device. 組電池においてバスバー接続により生じる抵抗を説明する図である。It is a figure explaining the resistance which arises by bus bar connection in an assembled battery. 従来の電池状態検出装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the conventional battery state detection apparatus.

本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。第1実施形態は、本発明の差電圧測定装置を電池状態検出装置に適用した例である。図1は、本発明の第1の実施形態である電池状態検出装置の概略構成を示す図である。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The first embodiment is an example in which the differential voltage measurement device of the present invention is applied to a battery state detection device. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a battery state detection device according to a first embodiment of the present invention.

本実施形態の電池状態検出装置100は、例えば、電気自動車に搭載され、電気自動車が備える二次電池の電極間に接続されて、この二次電池の状態として二次電池の内部抵抗を検出するものである。もちろん、電気自動車以外の二次電池を備えた装置、システムなどに適用してもよい。   The battery state detection device 100 according to the present embodiment is mounted on, for example, an electric vehicle, connected between electrodes of a secondary battery included in the electric vehicle, and detects the internal resistance of the secondary battery as the state of the secondary battery. Is. Of course, you may apply to the apparatus, system, etc. which were equipped with secondary batteries other than an electric vehicle.

検出対象である二次電池Bは、電圧を生じる起電力部eと内部抵抗rとを有している。この内部抵抗rを検出することにより、二次電池BのSOHを求めることができる。   The secondary battery B that is a detection target includes an electromotive force portion e that generates a voltage and an internal resistance r. By detecting the internal resistance r, the SOH of the secondary battery B can be obtained.

二次電池Bは、両電極(正極Bpおよび負極Bn)間に電圧Vを生じ、この電圧Vは、起電力部eによる起電力によって生じる電圧Veと内部抵抗rに電流が流れることにより生じる電圧Vrとによって決定される(V=Ve+Vr)。二次電池Bの負極Bnは、基準電位Gに接続されている。   The secondary battery B generates a voltage V between both electrodes (positive electrode Bp and negative electrode Bn), and this voltage V is a voltage generated by current flowing in voltage Ve generated by electromotive force by electromotive force unit e and internal resistance r And Vr (V = Ve + Vr). The negative electrode Bn of the secondary battery B is connected to the reference potential G.

本図に示すように、電池状態検出装置100は、差動増幅部111と、切換スイッチ112と、第1コンデンサ113と、第2コンデンサ114と、充電部115と、第1アナログ−デジタル変換器(ADC)121と、第2アナログ−デジタル変換器(ADC)122と、マイクロコンピュータ(μCOM)140と、を有している。   As shown in the figure, the battery state detection device 100 includes a differential amplifier 111, a changeover switch 112, a first capacitor 113, a second capacitor 114, a charging unit 115, and a first analog-digital converter. (ADC) 121, a second analog-to-digital converter (ADC) 122, and a microcomputer (μCOM) 140.

差動増幅部111は、例えば、オペアンプなどで構成されており、2つの入力端子(第1入力端子In1および第2入力端子In2)と1つの出力端子(出力端子Out)を備え、これら2つの入力端子に入力された電圧の差分値を所定の増幅率Avで増幅した増幅電圧Vmを出力端子から出力する。   The differential amplification unit 111 is configured of, for example, an operational amplifier, and includes two input terminals (first input terminal In1 and second input terminal In2) and one output terminal (output terminal Out). An amplified voltage Vm obtained by amplifying the difference value of the voltages input to the input terminal by a predetermined amplification factor Av is output from the output terminal.

切換スイッチ112は、例えば、アナログスイッチなどで構成された1回路2接点(SPDT(単極双投))のスイッチである。切換スイッチ112は、2つの切換端子a、bのうちの切換端子aが、差動増幅部111の第1入力端子In1に接続され、切換端子bが、差動増幅部111の第2入力端子In2に接続されている。また、切換スイッチ112は、共通端子cが、二次電池Bの正極Bpに接続されている。   The changeover switch 112 is, for example, a switch of one circuit and two contacts (SPDT (single pole double throw)) configured by an analog switch or the like. In the changeover switch 112, the changeover terminal a of the two changeover terminals a and b is connected to the first input terminal In1 of the differential amplification unit 111, and the changeover terminal b is the second input terminal of the differential amplification unit 111. Connected to In2. The changeover switch 112 has a common terminal c connected to the positive electrode Bp of the secondary battery B.

切換スイッチ112は、後述するμCOM140の出力ポートPO1に接続されており、μCOM140からの制御信号に応じて、2つの切換端子a、bと共通端子cとの接続を切り替えて、二次電池Bの正極Bpを第1入力端子In1および第2入力端子In2に排他的に接続する。   The changeover switch 112 is connected to an output port PO1 of the μCOM 140, which will be described later, and switches the connection between the two changeover terminals a and b and the common terminal c in accordance with a control signal from the μCOM 140. The positive electrode Bp is exclusively connected to the first input terminal In1 and the second input terminal In2.

第1コンデンサ113は、差動増幅部111の第1入力端子In1と基準電位Gとの間に接続されている。すなわち、第1コンデンサ113は、第1入力端子In1と二次電池Bの負極Bnとの間に設けられている。これにより、第1コンデンサ113には、第1入力端子In1と二次電池Bの負極Bnとの間の電圧が保持される。   The first capacitor 113 is connected between the first input terminal In1 of the differential amplification unit 111 and the reference potential G. That is, the first capacitor 113 is provided between the first input terminal In1 and the negative electrode Bn of the secondary battery B. Thereby, the voltage between the first input terminal In1 and the negative electrode Bn of the secondary battery B is held in the first capacitor 113.

第2コンデンサ114は、差動増幅部111の第2入力端子In2と基準電位Gとの間に接続されている。すなわち、第2コンデンサ114は、第2入力端子In2と二次電池Bの負極Bnとの間に設けられている。これにより、第2コンデンサ114には、第2入力端子In2と二次電池Bの負極Bnとの間の電圧が保持される。   The second capacitor 114 is connected between the second input terminal In2 of the differential amplification unit 111 and the reference potential G. That is, the second capacitor 114 is provided between the second input terminal In2 and the negative electrode Bn of the secondary battery B. Thereby, the voltage between the second input terminal In2 and the negative electrode Bn of the secondary battery B is held in the second capacitor 114.

ここで、本実施形態の電池状態検出装置100では、第1コンデンサ113の容量と第2コンデンサ114の容量とに差を付けており、先に電荷を蓄積する第1コンデンサ113の容量が第2コンデンサ114の容量よりも大きくなるように設計されている。一般に、コンデンサでは、容量が大きいほどリーク電流による電圧低下の影響を小さくすることができ、容量が小さいほどサンプルホールドに必要な時間を短くすることができる。   Here, in the battery state detection device 100 of the present embodiment, the capacity of the first capacitor 113 is different from the capacity of the second capacitor 114, and the capacity of the first capacitor 113 that first accumulates the charge is the second capacity. It is designed to be larger than the capacity of the capacitor 114. In general, in a capacitor, the larger the capacitance, the smaller the effect of voltage drop due to leakage current, and the smaller the capacitance, the shorter the time required for sample and hold.

充電部115は、二次電池Bの正極Bpと基準電位Gとの間に接続されており、二次電池Bの充電に際して、二次電池Bに予め定められた充電電流Icを流すことができるように設けられている。このため、電流出力部として機能することができる。充電部115は、後述するμCOM140の出力ポートPO2に接続されており、μCOM140からの制御信号に応じて、二次電池Bに充電電流Icを流して充電し、二次電池Bに充電電流Icを流すことを停止して充電を停止する。   The charging unit 115 is connected between the positive electrode Bp of the secondary battery B and the reference potential G, and can charge a predetermined charging current Ic to the secondary battery B when charging the secondary battery B. It is provided as follows. For this reason, it can function as a current output part. The charging unit 115 is connected to an output port PO2 of the μCOM 140 described later, charges the secondary battery B by charging the charging current Ic according to a control signal from the μCOM 140, and supplies the charging current Ic to the secondary battery B. Stop charging and stop charging.

第1アナログ−デジタル変換器(ADC)121は、二次電池Bの両電極間の電圧を量子化して、この電圧に対応するデジタル値を示す信号を出力する。第2アナログ−デジタル変換器(ADC)122は、差動増幅部111から出力された増幅電圧Vmを量子化して、この増幅電圧Vmに対応するデジタル値を示す信号を出力する。   The first analog-digital converter (ADC) 121 quantizes the voltage between both electrodes of the secondary battery B, and outputs a signal indicating a digital value corresponding to this voltage. The second analog-digital converter (ADC) 122 quantizes the amplified voltage Vm output from the differential amplifier 111 and outputs a signal indicating a digital value corresponding to the amplified voltage Vm.

μCOM140は、CPU、ROM、RAMなどを内蔵して構成されており、制御部として機能して電池状態検出装置100全体の制御を司る。μCOM140は、切換スイッチ112に接続された第1出力ポートPO1、充電部115に接続された第2出力ポートPO2を備えており、第1出力ポートPO1を通じて切換スイッチ112に制御信号を送信して、二次電池Bの充電中は二次電池Bの正極Bpと第1入力端子In1とを接続し、二次電池Bの充電停止中は二次電池Bの正極Bpと第2入力端子In2とを接続するように、切換スイッチ112を制御する。   The μCOM 140 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and functions as a control unit to control the entire battery state detection device 100. The μCOM 140 includes a first output port PO1 connected to the changeover switch 112, and a second output port PO2 connected to the charging unit 115, and transmits a control signal to the changeover switch 112 through the first output port PO1. During charging of the secondary battery B, the positive electrode Bp of the secondary battery B and the first input terminal In1 are connected, and during charging stop of the secondary battery B, the positive electrode Bp of the secondary battery B and the second input terminal In2 are connected. The changeover switch 112 is controlled so as to be connected.

また、第2出力ポートPO2を通じて充電部115に制御信号を送信して、充電部115による二次電池Bの充電中に二次電池Bの両電極間の電圧Vが所定の状態検出電圧Vthになったとき、二次電池Bの充電を停止するように充電部115を制御する。   Further, the control signal is transmitted to the charging unit 115 through the second output port PO2, and the voltage V between both electrodes of the secondary battery B becomes the predetermined state detection voltage Vth while the charging unit 115 charges the secondary battery B. When this happens, the charging unit 115 is controlled to stop the charging of the secondary battery B.

μCOM140は、第1ADC121から出力された信号が入力される第1入力ポートPI1、および、第2ADC122から出力された信号が入力される第2入力ポートPI2を有している。μCOM140は、これらの信号に基づいて、二次電池Bの両電極間の電圧Vおよび差動増幅部111が出力する増幅電圧Vmを検出する。そして、増幅電圧Vmおよび充電電流Icに基づいて二次電池Bの内部抵抗rを検出する。   The μCOM 140 has a first input port PI1 to which a signal output from the first ADC 121 is input, and a second input port PI2 to which a signal output from the second ADC 122 is input. The μCOM 140 detects the voltage V between both electrodes of the secondary battery B and the amplified voltage Vm output from the differential amplifier unit 111 based on these signals. Then, the internal resistance r of the secondary battery B is detected based on the amplified voltage Vm and the charging current Ic.

次に、第1実施形態である電池状態検出装置100が備えるμCOM140における電池状態検出処理の一例について、図2のフローチャートを参照して説明する。   Next, an example of the battery state detection process in the μCOM 140 provided in the battery state detection device 100 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

μCOM140は、例えば、車両に搭載された電子制御装置から通信ポートを通じて二次電池Bの充電開始命令を受信すると、第2出力ポートPO2を通じて充電部115に対し充電開始の制御信号を送信する。充電部115はこの制御信号に応じて、二次電池Bに予め定められた一定の充電電流Icを流し始める。これにより、二次電池Bの充電が開始される。   For example, when the μCOM 140 receives an instruction to start charging the secondary battery B from the electronic control unit mounted on the vehicle through the communication port, the μCOM 140 transmits a control signal to start charging to the charging unit 115 through the second output port PO2. In response to the control signal, charging unit 115 starts to flow a predetermined constant charging current Ic to secondary battery B. Thereby, charging of the secondary battery B is started.

μCOM140は、二次電池Bに充電電流Icが流れて充電中になると、第1出力ポートPO1を通じて切換スイッチ112に対して切換端子aと共通端子cとを接続する制御信号を送信する(S110)。   When the charging current Ic flows in the secondary battery B and charging is underway, the μCOM 140 transmits a control signal connecting the switching terminal a and the common terminal c to the switch 112 via the first output port PO1 (S110) .

切換スイッチ112は、この制御信号に応じて切換端子aと共通端子cとを接続することにより、二次電池Bの正極Bpと差動増幅部111の第1入力端子In1とを接続する。   The changeover switch 112 connects the positive electrode Bp of the secondary battery B and the first input terminal In1 of the differential amplifier 111 by connecting the switching terminal a and the common terminal c in accordance with the control signal.

これにより、第1コンデンサ113が二次電池Bの正極Bpおよび負極Bnの間に接続されて、第1コンデンサ113に、二次電池Bおよび充電部115から電荷が流れ込む。そして、ある程度時間が経過すると、第1コンデンサ113がその容量上限まで電荷を蓄えて、第1コンデンサ113には充電中の二次電池Bの両電極間の電圧が第1電圧として保持される。   As a result, the first capacitor 113 is connected between the positive electrode Bp and the negative electrode Bn of the secondary battery B, and charge flows into the first capacitor 113 from the secondary battery B and the charging unit 115. Then, when time passes to some extent, the first capacitor 113 stores electric charge up to the upper limit of its capacity, and the voltage between both electrodes of the secondary battery B being charged is held in the first capacitor 113 as the first voltage.

次に、μCOM140は、二次電池Bの両電極間の電圧が状態検出電圧Vthになるまで待つ(S120)。そして、二次電池Bの両電極間の電圧が所定の状態検出電圧Vthになると、第1出力ポートPO1を通じて切換スイッチ112に対して切換端子bと共通端子cとを接続する制御信号を送信し(S130)、ほぼ同時に第2出力ポートPO2を通じて充電部115に対し充電停止の制御信号を送信する(S140)。   Next, the μCOM 140 waits until the voltage between both electrodes of the secondary battery B reaches the state detection voltage Vth (S120). Then, when the voltage between both electrodes of the secondary battery B reaches a predetermined state detection voltage Vth, a control signal for connecting the switching terminal b and the common terminal c is transmitted to the changeover switch 112 through the first output port PO1. (S130) A control signal for stopping charging is sent to the charging unit 115 almost simultaneously through the second output port PO2 (S140).

切換スイッチ112は、この制御信号に応じて、切換端子bと共通端子cとを接続することにより、二次電池Bの正極Bpと差動増幅部111の第2入力端子In2とを接続する。   The changeover switch 112 connects the positive electrode Bp of the secondary battery B and the second input terminal In2 of the differential amplification unit 111 by connecting the switching terminal b and the common terminal c in accordance with the control signal.

これにより、第2コンデンサ114が二次電池Bの正極Bpおよび負極Bnの間に接続されて、第2コンデンサ114に、二次電池Bから電荷が流れ込む。また、充電部115は、μCOM140からの制御信号に応じて、二次電池Bへの充電電流Icを停止する。   As a result, the second capacitor 114 is connected between the positive electrode Bp and the negative electrode Bn of the secondary battery B, and the charge flows from the secondary battery B into the second capacitor 114. In addition, charging unit 115 stops charging current Ic to secondary battery B in response to the control signal from μCOM 140.

第2コンデンサ114と二次電池Bとが切換スイッチ112により接続されている間、第1コンデンサ113は二次電池Bから切り離されているが、第1コンデンサ113は容量が大きく設計されているため、リーク電流による電荷の抜け出し量を少なくすることができる。   While the second capacitor 114 and the secondary battery B are connected by the changeover switch 112, the first capacitor 113 is disconnected from the secondary battery B, but the first capacitor 113 is designed to have a large capacity. In addition, the amount of charge escape due to leakage current can be reduced.

そして、第2コンデンサ114がその容量上限まで電荷を蓄えるための予め設定された蓄電期間が経過するのを待つ(S150)。第2コンデンサ114は、容量が小さく設計されているため、短い時間で容量上限まで電荷を蓄えることができる。このため、第1コンデンサ113から抜ける電荷量を一層少なくすることができる。   Then, it waits for the preset storage period for the second capacitor 114 to store the charge up to the upper limit of its capacity (S150). Since the second capacitor 114 is designed to have a small capacity, it can store electric charge up to the capacity upper limit in a short time. For this reason, the amount of charge that escapes from the first capacitor 113 can be further reduced.

この蓄電期間を経過したとき第2コンデンサ114がその容量上限まで電荷を蓄えてその保持する電圧が安定し、第2コンデンサ114には充電停止中の二次電池Bの両電極間の電圧が第2電圧として保持される。   When this storage period elapses, the second capacitor 114 stores the charge up to the upper limit of its capacity and the voltage held thereby becomes stable, and the voltage across the both electrodes of the secondary battery B during the charging suspension is the second capacitor 114 Held as two voltages.

次に、μCOM140は、第2コンデンサの保持する電圧が安定したとき(即ち、上記蓄電期間を経過した時点)、第2入力ポートPI2に入力された信号から得られた情報に基づいて差動増幅部111から出力された増幅電圧Vmを検出する(S160)。   Next, when the voltage held by the second capacitor is stabilized (that is, when the storage period has elapsed), the μCOM 140 performs differential amplification based on the information obtained from the signal input to the second input port PI2. The amplified voltage Vm output from the unit 111 is detected (S160).

μCOM140は、検出した増幅電圧Vmを差動増幅部111の増幅率Avで除し、さらに充電電流Icで除することにより、二次電池Bの内部抵抗rを検出する(r=(Vm/Av)/Ic)(S170)。   The μCOM 140 detects the internal resistance r of the secondary battery B by dividing the detected amplification voltage Vm by the amplification factor Av of the differential amplification unit 111 and further dividing it by the charging current Ic (r = (Vm / Av ) / Ic) (S170).

最後に、μCOM140は、第2出力ポートPO2を通じて充電部115に対し充電開始の制御信号を送信する(S180)。充電部115はこの制御信号に応じて、二次電池Bに予め定められた一定の充電電流Icを再度流し始める。これにより充電が再開されて、電池状態検出処理を終了する。   Finally, the μCOM 140 transmits a charge start control signal to the charging unit 115 through the second output port PO2 (S180). In response to the control signal, the charging unit 115 starts to flow a predetermined charging current Ic predetermined to the secondary battery B again. As a result, charging is resumed and the battery state detection process is terminated.

以上説明したように、本実施形態の電池状態検出装置100では、先に電荷を蓄積する第1コンデンサ113の容量が第2コンデンサ114の容量よりも大きくなるように設計している。   As described above, the battery state detection device 100 according to the present embodiment is designed such that the capacity of the first capacitor 113 that accumulates charges first is larger than the capacity of the second capacitor 114.

第1コンデンサ113の容量を大きくすることにより、第2コンデンサ114が電荷を蓄積している間の電荷抜けによる電圧低下を少なくすることができ、第2コンデンサ114の容量を小さくすることにより、第2コンデンサ114の蓄電期間を短くすることができる。これにより、第1コンデンサ113の第1電圧が低下しない状態で差電圧を検出することができるため、測定精度を高めることができる。   By increasing the capacity of the first capacitor 113, it is possible to reduce the voltage drop due to charge loss while the second capacitor 114 is accumulating charges, and by reducing the capacity of the second capacitor 114, The storage period of the two capacitors 114 can be shortened. Thereby, since the difference voltage can be detected in a state where the first voltage of the first capacitor 113 does not decrease, the measurement accuracy can be increased.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態である差電圧測定装置の概要を示す図である。第2の実施形態の差電圧測定装置200は、電池状態検出装置100の技術を応用したものであり、複数個のセル電池(Ce1〜Ce4)が組み合わされた組電池BSを測定対象の電圧源としている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a differential voltage measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. The differential voltage measurement apparatus 200 of the second embodiment is an application of the technology of the battery state detection apparatus 100, and is a voltage source to be measured of a battery pack BS in which a plurality of cell batteries (Ce1 to Ce4) are combined. It is said.

本図に示すように、差電圧測定装置200は、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、μCOM210、電流出力部220、切換スイッチ230、差動増幅部240、ADC250、検出対象選択スイッチ261、基準電位設定スイッチ262、保護用スイッチ270を備えている。   As shown in the figure, the differential voltage measurement device 200 includes a first capacitor C1, a second capacitor C2, a μCOM 210, a current output unit 220, a changeover switch 230, a differential amplifier unit 240, an ADC 250, a detection target selection switch 261, and a reference. A potential setting switch 262 and a protection switch 270 are provided.

電流出力部220は、μCOM210の指示に基づいて組電池BSに定電流を流す。組電池BSに流す定電流を切り換えることで、組電池BSの第1状態と第2状態とを作り出す。第1状態、第2状態のいずれかが電流を流さない状態であってもよい。   The current output unit 220 supplies a constant current to the assembled battery BS based on an instruction from the μCOM 210. By switching the constant current supplied to the assembled battery BS, the first state and the second state of the assembled battery BS are created. Either the first state or the second state may be a state in which no current flows.

第1コンデンサC1は、第1状態の組電池BSにおける測定対象箇所の電圧を第1電圧として保持する。第2コンデンサC2は、第2状態の組電池BSにおける測定対象箇所の電圧を第2電圧として保持する。ここで、第1コンデンサC1の容量が第2コンデンサC2の容量よりも大きくなるように設計されている。   The 1st capacitor | condenser C1 hold | maintains the voltage of the measurement object location in the assembled battery BS of a 1st state as a 1st voltage. The 2nd capacitor | condenser C2 hold | maintains the voltage of the measurement object location in the assembled battery BS of a 2nd state as a 2nd voltage. Here, the capacity of the first capacitor C1 is designed to be larger than the capacity of the second capacitor C2.

切換スイッチ230は、第1状態の組電池BSにおける測定対象箇所の電圧(第1電圧)を第1コンデンサC1に導くSW31と、第2状態の組電池BSにおける測定対象箇所の電圧(第2電圧)を第2コンデンサC2に導くSW32とを備えている。   The changeover switch 230 guides the voltage (first voltage) at the measurement target point in the assembled battery BS in the first state to the first capacitor C1, and the voltage (second voltage) at the measurement target point in the assembled battery BS in the second state ) To the second capacitor C2.

検出対象選択スイッチ261は、組電池BSを構成する各セル電池(Ce1〜Ce4)の端部と切換スイッチ230との間に設けられている。具体的には、組電池BSの正極側に相当するセル電池Ce1の端部と切換スイッチ230との間にSW11が設けられ、セル電池Ce1とセル電池Ce2との接続点と切換スイッチ230との間にSW12が設けられ、セル電池Ce2とセル電池Ce3との接続点と切換スイッチ230との間にSW13が設けられ、セル電池Ce3とセル電池Ce4との接続点と切換スイッチ230との間にSW14が設けられている。   The detection target selection switch 261 is provided between the end of each cell battery (Ce1 to Ce4) constituting the assembled battery BS and the changeover switch 230. Specifically, SW11 is provided between the end of cell battery Ce1 corresponding to the positive electrode side of battery assembly BS and changeover switch 230, and the connection point between cell battery Ce1 and cell battery Ce2 and changeover switch 230 SW12 is provided between them, SW13 is provided between the connection point of the cell battery Ce2 and the cell battery Ce3 and the changeover switch 230, and between the connection point of the cell battery Ce3 and the cell battery Ce4 and the changeover switch 230 SW14 is provided.

基準電位設定スイッチ262は、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2の基準電位を設定するためのスイッチである。具体的には、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2の基準電位を基準電位Gに設定するためのSW24、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2の基準電位をセル電池Ce4の電圧に設定するSW23、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2の基準電位をセル電池Ce4+セル電池Ce3の電圧に設定するSW22、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2の基準電位をセル電池Ce4+セル電池Ce3+セル電池Ce2の電圧に設定するSW21が設けられている。   The reference potential setting switch 262 is a switch for setting the reference potential of the first capacitor C1 and the second capacitor C2. Specifically, SW24 for setting the reference potential of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 to the reference potential G, and SW23 for setting the reference potential of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 to the voltage of the cell battery Ce4 The reference potentials of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are set to the voltage of the cell battery Ce4 + cell battery Ce3. The reference potentials of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are set to the cell battery Ce4 + cell battery Ce3 + cell battery Ce2 SW21 which sets to voltage is provided.

保護用スイッチ270は、差動増幅部240を保護するためのスイッチである。保護用スイッチ270は、第1コンデンサC1・第2コンデンサC2でのサンプルホールドが完了した後で、差動増幅部240に第1電圧・第2電圧を導くためのスイッチであり、第1コンデンサC1と第1入力端子In1との間に設けられたSW41と、第2コンデンサC2と第2入力端子In2との間に設けられたSW42とを備えている。SW41、SW42ともサンプルホールド中はオフとし、サンプルホールドが終了するとオンにして第1電圧、第2電圧を差動増幅部240に導くようにする。   The protection switch 270 is a switch for protecting the differential amplifier 240. The protection switch 270 is a switch for guiding the first voltage and the second voltage to the differential amplification unit 240 after the sample and hold in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is completed, and the first capacitor C1 is used. And SW41 provided between the first input terminal In1 and SW42 provided between the second capacitor C2 and the second input terminal In2. Both SW41 and SW42 are turned off during the sample hold, and are turned on when the sample hold is completed to guide the first voltage and the second voltage to the differential amplifier 240.

差動増幅部240は、2つの入力端子(第1入力端子In1および第2入力端子In2)と1つの出力端子(出力端子Out)を備え、これら2つの入力端子に入力された電圧の差分値を所定の増幅率Avで増幅した増幅電圧Vmを出力端子から出力する。差動増幅部240は、例えば、オペアンプあるいは図4に示す回路等で構成することができる。   The differential amplification unit 240 includes two input terminals (first input terminal In1 and second input terminal In2) and one output terminal (output terminal Out), and a differential value of voltages input to these two input terminals. An amplified voltage Vm obtained by amplifying the signal at a predetermined amplification factor Av is output from the output terminal. The differential amplifier 240 can be constituted by, for example, an operational amplifier or a circuit shown in FIG.

ADC250は、差動増幅部240から出力された増幅電圧Vmを量子化して、この増幅電圧Vmに対応するデジタル値を示す信号を出力する。   The ADC 250 quantizes the amplified voltage Vm output from the differential amplifier 240 and outputs a signal indicating a digital value corresponding to the amplified voltage Vm.

μCOM210は、CPU、ROM、RAMなどを内蔵して構成されており、制御部として機能して差電圧測定装置200全体の制御を司る。μCOM210は、電流出力部220に接続された第1出力ポートPO1、ADC250から出力された信号が入力される第1入力ポートPI1、各スイッチを制御するスイッチ制御部211を備えている。   The μCOM 210 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and functions as a control unit to control the entire differential voltage measuring apparatus 200. The μCOM 210 includes a first output port PO1 connected to the current output unit 220, a first input port PI1 to which a signal output from the ADC 250 is input, and a switch control unit 211 that controls each switch.

差電圧測定装置200は、例えば、各セル電池の内部抵抗を測定することで、セル電池毎のSOHを求めることができる。セル電池Ce1の内部抵抗を測定する場合には、検出対象選択スイッチ261をSW11のみオンとし、基準電位設定スイッチ262をSW21のみをオンにする。これにより、Ce1の両端子間の電圧が第1コンデンサC1・第2コンデンサC2に導かれることになる。   The differential voltage measurement device 200 can determine, for example, the SOH of each cell battery by measuring the internal resistance of each cell battery. When measuring the internal resistance of the cell battery Ce1, only the detection target selection switch 261 is turned on, and only the reference potential setting switch 262 is turned on. As a result, the voltage between both terminals of Ce1 is guided to the first capacitor C1 and the second capacitor C2.

そして、第1状態として電流出力部220から所定の第1定電流I1を流し、切換スイッチ230のSW31をオンにする。これにより、第1コンデンサC1には、第1状態におけるセル電池Ce1の電圧が第1電圧として保持される。   Then, as the first state, a predetermined first constant current I1 is supplied from the current output unit 220, and the SW31 of the changeover switch 230 is turned on. Thereby, the voltage of the cell battery Ce1 in the first state is held as the first voltage in the first capacitor C1.

次に、第2状態として電流出力部220から所定の第2定電流I2を流し、切換スイッチ230のSW32をオンにする。これにより、第2コンデンサC2には、第2状態におけるセル電池Ce1の電圧が第2電圧として保持される。   Next, a predetermined second constant current I2 is supplied from the current output unit 220 as the second state, and the switch 32 of the changeover switch 230 is turned on. Thus, the voltage of the cell battery Ce1 in the second state is held as the second voltage in the second capacitor C2.

保護用スイッチ270をオンにして、差動増幅部240に第1電圧と第2電圧とを導くと、μCOM210に電圧差が入力される。μCOM210は、第1実施形態と同様の原理により、セル電池Ce1の内部抵抗r1をr1=(Vm/Av)/(I1−I2)で求めることができる。他のセル電池の内部抵抗についても同様に求めることができる。   When the protection switch 270 is turned on to introduce the first voltage and the second voltage to the differential amplification unit 240, a voltage difference is input to the μCOM 210. The μCOM 210 can obtain the internal resistance r1 of the cell battery Ce1 by r1 = (Vm / Av) / (I1-I2) based on the same principle as in the first embodiment. The internal resistance of other cell batteries can be obtained in the same manner.

第2実施形態においても、第1コンデンサC1の容量を大きくし、第2コンデンサC2の容量を小さくしているため、第2コンデンサC2が電荷を蓄積している間の第1コンデンサC1の電圧低下を少なくすることができ、第1電圧と第2電圧との差電圧の測定精度を高めることができる。   Also in the second embodiment, since the capacitance of the first capacitor C1 is increased and the capacitance of the second capacitor C2 is decreased, the voltage drop of the first capacitor C1 while the second capacitor C2 is accumulating charges. And the measurement accuracy of the difference voltage between the first voltage and the second voltage can be increased.

なお、第2実施形態では、スイッチ制御部211が、検出対象選択スイッチ261と、基準電位設定スイッチ262を操作することにより、種々の電位差を測定することができる。   In the second embodiment, the switch control unit 211 can measure various potential differences by operating the detection target selection switch 261 and the reference potential setting switch 262.

例えば、電流出力部220が電流を流さず、基準電位設定スイッチ262をSW21のみをオンにした状態で、検出対象選択スイッチ261をSW11のみオンとして第1電圧を取得し、その後、検出対象選択スイッチ261をSW12のみオンとして第2電圧を取得して第1電圧と第2電圧との差電圧を測定すると、測定結果は、セル電池Ce1の両端の電位差、すなわちセル電池Ce1の電圧を示すことになる。他のセル電池の電圧についても同様に求めることができる。   For example, in a state where the current output unit 220 does not flow current and the reference potential setting switch 262 is ON only for SW21, the detection target selection switch 261 is ON only for SW11 to acquire the first voltage, and then the detection target selection switch When the second voltage is acquired with only SW12 turned on and the second voltage is obtained and the difference voltage between the first voltage and the second voltage is measured, the measurement result indicates the potential difference between both ends of the cell battery Ce1, that is, the voltage of the cell battery Ce1. Become. The voltage of other cell batteries can be similarly determined.

この場合も、第1コンデンサC1の容量を大きくし、第2コンデンサC2の容量を小さくしているため、第2コンデンサC2が電荷を蓄積している間の第1コンデンサC1の電圧低下を少なくすることができ、第1電圧と第2電圧との差電圧の測定精度を高めることができる。   Also in this case, since the capacity of the first capacitor C1 is increased and the capacity of the second capacitor C2 is decreased, the voltage drop of the first capacitor C1 is reduced while the second capacitor C2 is accumulating charges. Therefore, the measurement accuracy of the difference voltage between the first voltage and the second voltage can be increased.

以上、本発明について、第1、第2の実施形態を挙げて説明したが、本発明の差電圧測定装置はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。   Although the present invention has been described with reference to the first and second embodiments, the differential voltage measuring device of the present invention is not limited to the configurations of these embodiments.

例えば、上述した各実施形態では、第1定電流I1と第2定電流I2について、充電部115または電流出力部220から電流を流すことにより、二次電池Bを充電する際の実施例であったが、二次電池Bに接続される負荷により発生する負荷電流等により、二次電池Bを放電する場合であってもよい。   For example, in each embodiment described above, the secondary battery B is charged by supplying a current from the charging unit 115 or the current output unit 220 for the first constant current I1 and the second constant current I2. However, the secondary battery B may be discharged by a load current generated by a load connected to the secondary battery B or the like.

さらに、以下に示すような変形を行なってもよい。なお、第2実施形態に適用した場合を例にして変形例を説明するが、第1実施形態に適用してもよい。   Furthermore, the following modifications may be made. In addition, although a modification is demonstrated taking the case of applying to 2nd Embodiment as an example, you may apply to 1st Embodiment.

図5は、差電圧測定装置の第1の変形例の構成を示すブロック図である。本図に示すように、差電圧測定装置201は、第2実施形態の差電圧測定装置200と同様に、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、μCOM210、電流出力部220、切換スイッチ230、差動増幅部240、ADC250、検出対象選択スイッチ261、基準電位設定スイッチ262、保護用スイッチ270を備えている。これらについての説明は省略する。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a first modification of the differential voltage measurement device. As shown in the figure, the differential voltage measurement device 201 is the same as the differential voltage measurement device 200 of the second embodiment in that the first capacitor C1, the second capacitor C2, μCOM 210, the current output unit 220, the changeover switch 230, and the difference The dynamic amplification unit 240, the ADC 250, the detection target selection switch 261, the reference potential setting switch 262, and the protection switch 270 are provided. The description about these is omitted.

第1の変形例の差電圧測定装置201は、さらに第1コンデンサC1の基準電位側にリーク電流防止スイッチSW51を設けている。すなわち、第1コンデンサC1と基準電位設定スイッチ262との間に電流防止スイッチSW51を設けている。電流防止スイッチSW51は、μCOM210のスイッチ制御部211がオンオフ切り換えの制御を行なう。   The differential voltage measurement device 201 of the first modification further includes a leak current prevention switch SW51 on the reference potential side of the first capacitor C1. That is, the current prevention switch SW51 is provided between the first capacitor C1 and the reference potential setting switch 262. The current prevention switch SW51 is controlled by the switch control unit 211 of the μCOM 210 to switch on and off.

図6は、リーク電流防止スイッチSW51のオンオフ切り換え制御を説明する図である。セル電池Ce1の電圧を測定する場合を例にする。このため、検出対象選択スイッチ261をSW11のみオンとし、基準電位設定スイッチ262をSW21のみをオンにする。サンプルホールドと差電圧測定を行なうための切替スイッチ230と保護用スイッチ270の切り換え制御は図3の説明と同様であるため、記載を省略する。   FIG. 6 is a diagram illustrating on / off switching control of the leakage current prevention switch SW51. The case where the voltage of the cell battery Ce1 is measured is taken as an example. Therefore, the detection target selection switch 261 is turned on only for SW11, and the reference potential setting switch 262 is turned on only for SW21. Since the switching control of the changeover switch 230 and the protection switch 270 for performing the sample hold and the differential voltage measurement is the same as that in the description of FIG.

まず、電流防止スイッチSW51をオン状態で、第1定電流I1が流れる第1状態のセル電池Ce1の電圧を第1コンデンサC1でサンプルホールドする。第1コンデンサC1のサンプルホールドが終了すると、電流防止スイッチSW51をオフに切り換える。これにより、第1コンデンサC1と基準電位との間の経路が切断されるため、第1コンデンサC1のリーク電流を減少させることができる。   First, the current prevention switch SW51 is turned on, and the voltage of the cell battery Ce1 in the first state in which the first constant current I1 flows is sampled and held by the first capacitor C1. When the sample hold of the first capacitor C1 is completed, the current prevention switch SW51 is turned off. As a result, the path between the first capacitor C1 and the reference potential is disconnected, so that the leak current of the first capacitor C1 can be reduced.

そして、第2定電流I2が流れる第2状態のセル電池Ce1の電圧を第2コンデンサC2でサンプルホールドする。この間、電流防止スイッチSW51はオフ状態を保ち、リーク電流が少ない状態を維持する。第2コンデンサC2のサンプルホールドが終了すると、電流防止スイッチSW51をオンに切り換えて、差電圧を測定する。   Then, the voltage of the cell battery Ce1 in the second state in which the second constant current I2 flows is sampled and held by the second capacitor C2. During this time, the current prevention switch SW51 is kept in an OFF state and a state in which the leakage current is small. When the sample hold of the second capacitor C2 is finished, the current prevention switch SW51 is turned on to measure the differential voltage.

このように、第1の変形例である差電圧測定装置201は、第1コンデンサC1のサンプルホールド終了後、差電圧測定まで、電流防止スイッチSW51をオフにすることで、第1コンデンサC1のリーク電流を減らしている。このため、リーク電流による電荷の抜け出しに起因する測定精度の低下を一層防ぐことができる。   As described above, the differential voltage measuring device 201 according to the first modification leaks the first capacitor C1 by turning off the current prevention switch SW51 until the differential voltage is measured after the sample and hold of the first capacitor C1. I am reducing the current. For this reason, it is possible to further prevent the decrease in measurement accuracy due to the release of the charge due to the leak current.

なお、第2コンデンサC2の基準電位側にも別途リーク電流防止スイッチを設け、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了後から差電圧測定時までの間オフ状態にすることで、その間の第2コンデンサC2のリーク電流を減らすようにしてもよい。   A leak current prevention switch is also provided separately on the reference potential side of the second capacitor C2, and the second capacitor C2 in the meantime is turned off from the end of sample hold of the second capacitor C2 to the time of differential voltage measurement. The leakage current may be reduced.

図7は、差電圧測定装置の第2の変形例の構成を示すブロック図である。本図に示すように、差電圧測定装置202は、第2実施形態の差電圧測定装置200と同様に、第1コンデンサC1、第2コンデンサC2、μCOM210、電流出力部220、切換スイッチ230、差動増幅部240、ADC250、検出対象選択スイッチ261、基準電位設定スイッチ262、保護用スイッチ270を備えている。これらについての説明は省略する。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a second modification of the differential voltage measurement device. As shown in this figure, the differential voltage measurement device 202 is the same as the differential voltage measurement device 200 of the second embodiment, and the first capacitor C1, the second capacitor C2, μCOM 210, the current output unit 220, the changeover switch 230, and the difference The dynamic amplification unit 240, the ADC 250, the detection target selection switch 261, the reference potential setting switch 262, and the protection switch 270 are provided. The description about these is omitted.

第2の変形例の差電圧測定装置202は、さらに温度センサTSを第1コンデンサC1および第2コンデンサC2の近傍に設けている。温度センサTSの測定値は、μCOM210に入力される。ただし、他の箇所に温度センサTSを設けて、第1コンデンサC1および第2コンデンサC2の近傍の温度を推定するようにしてもよい。   The differential voltage measurement device 202 of the second modification further includes a temperature sensor TS in the vicinity of the first capacitor C1 and the second capacitor C2. The measured value of the temperature sensor TS is input to the μCOM 210. However, a temperature sensor TS may be provided at another location to estimate the temperature in the vicinity of the first capacitor C1 and the second capacitor C2.

一般に、コンデンサのリーク電流は温度の影響を受け、温度が高いほどリーク電流は増大する。このため、温度t1よりも温度t2の方が高いとすると、図8に示すように、サンプルホールド終了後の第1コンデンサC1の電圧低下量は、温度t1のときよりも温度t2の方が大きくなる。第2コンデンサC2についてもサンプルホールド終了後の電圧低下量は温度t1のときよりも温度t2の方が大きくなる。   In general, the leakage current of a capacitor is affected by temperature, and the leakage current increases as the temperature increases. Therefore, if the temperature t2 is higher than the temperature t1, as shown in FIG. 8, the amount of voltage drop of the first capacitor C1 after the end of the sample hold is larger at the temperature t2 than at the temperature t1. Become. Also in the second capacitor C2, the voltage drop amount after the end of the sample and hold becomes larger at the temperature t2 than at the temperature t1.

ここで、第1コンデンサC1のサンプルホールド後に、第2コンデンサC2のサンプルホールドを行なうため、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了時点では、リーク電流による電圧低下は第1コンデンサC1のみで生じている。   Here, since the sample and hold of the second capacitor C2 is performed after the sample and hold of the first capacitor C1, the voltage drop due to the leakage current occurs only in the first capacitor C1 at the end of the sample and hold of the second capacitor C2.

一方で、第2コンデンサC2の方が第1コンデンサC1よりも容量が小さいため、第2コンデンサC2のサンプルホールドの終了後は、第1コンデンサC1よりも速い速度で第2コンデンサC2の電圧が低下する。   On the other hand, since the capacity of the second capacitor C2 is smaller than that of the first capacitor C1, the voltage of the second capacitor C2 decreases at a speed faster than that of the first capacitor C1 after the sample and hold of the second capacitor C2 ends. Do.

このため、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了後のある時間において、第1コンデンサC1と第2コンデンサC2の電圧低下量が一致する。この時間に差電圧を測定するように待機時間wtを設定すれば、両コンデンサの電圧低下量がキャンセルされるため、リーク電流による電荷の抜け出しに起因する測定精度の低下を一層防ぐことができる。ここで、待機時間wtは、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了から差電圧測定までの時間である。   For this reason, the voltage drop amounts of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 coincide with each other at a certain time after the end of the sample and hold of the second capacitor C2. If the standby time wt is set so that the difference voltage is measured at this time, the voltage drop amount of both capacitors is canceled, so that it is possible to further prevent the measurement accuracy from being lowered due to the leakage of charge due to the leakage current. Here, the standby time wt is the time from the end of the sample hold of the second capacitor C2 to the measurement of the differential voltage.

しかしながら、同じ待機時間wtであっても、第1コンデンサC1と第2コンデンサC2の電圧低下量は温度の影響を受け、上述のように、温度が高いほど電圧低下量が増える。このため、待機時間wtを固定的に定めると温度変化に測定精度が左右される。   However, even with the same standby time wt, the voltage drop amount of the first capacitor C1 and the second capacitor C2 is affected by the temperature, and as described above, the voltage drop amount increases as the temperature increases. For this reason, if the waiting time wt is fixedly determined, the measurement accuracy depends on the temperature change.

そこで、第2の変形例では、温度センサTSの測定値に応じて、待機時間wtを変化させる。すなわち、温度測定値ごとに、「第1コンデンサC1のサンプルホールド終了時から第2コンデンサC2のサンプルホールド終了時までの第1コンデンサC1の電圧低下量」と、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了後の「第2コンデンサC2の電圧低下量と第1コンデンサC1の電圧低下量との差」が一致する時間を実験等により求めておき、テーブル形式等でμCOM210等に待機時間wtとして記録しておく。   Therefore, in the second modification, the standby time wt is changed in accordance with the measurement value of the temperature sensor TS. That is, for each temperature measurement value, “the voltage drop of the first capacitor C1 from the end of the sample-hold of the first capacitor C1 to the end of the sample-hold of the second capacitor C2” and after the end of the sample-hold of the second capacitor C2. The time at which the “difference between the voltage drop amount of the second capacitor C2 and the voltage drop amount of the first capacitor C1” is equal is determined by experiment or the like, and is recorded as the standby time wt in μCOM 210 etc. .

そして、実際の測定時においては、第2コンデンサC2のサンプルホールド終了後から測定温度に対応した待機時間wt経過後に差電圧を測定すればよい。これにより、リーク電流による電荷の抜け出しに起因する測定精度の低下を一層防ぐことができる。   In the actual measurement, the differential voltage may be measured after the standby time wt corresponding to the measured temperature has elapsed after the sample hold of the second capacitor C2 is completed. As a result, it is possible to further prevent the decrease in measurement accuracy due to the escape of the charge due to the leak current.

次に、差電圧測定装置の第3の変形例について説明する。第2実施形態では、図9(a)に示すように、電流出力部220が、所定の第1定電流I1を流しているときに、第1コンデンサC1のサンプルホールド行ない、その後、所定の第2定電流を流しているときに第2コンデンサC2のサンプルホールドを行なうようにしていた。すなわち、理想的なステップ波形で変化する電流Iを測定に利用していた。   Next, a third modification of the differential voltage measuring device will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 9A, when the current output unit 220 flows a predetermined first constant current I1, the sample hold of the first capacitor C1 is performed, and then the predetermined first constant current I1 is applied. The second capacitor C2 was sampled and held when two constant currents were applied. That is, the current I changing with an ideal step waveform is used for measurement.

しかしながら、差電圧測定装置を車両等に実装した場合には、走行中等に、差電圧測定のためだけに電流Iを理想的なステップ波形に変化させることは現実的ではない。一方で、電流Iの状態と無関係に差電圧を測定すると、例えば、図9(b)に示すように、第1コンデンサC1のサンプルホールド時と第2コンデンサC2のサンプルホールド時とで電流Iが変化しない場合や、図9(c)に示すように、サンプルホールド時に電流Iが変動してしまう場合等があり、正常な測定結果を得ることはできない。   However, when the differential voltage measurement device is mounted on a vehicle or the like, it is not realistic to change the current I into an ideal step waveform only for differential voltage measurement while traveling or the like. On the other hand, when the differential voltage is measured regardless of the state of the current I, for example, as shown in FIG. 9B, the current I is between the sample hold time of the first capacitor C1 and the sample hold of the second capacitor C2. There is a case where the current I does not change or a case where the current I fluctuates at the time of sample and hold as shown in FIG. 9C, and a normal measurement result cannot be obtained.

そこで、差電圧測定装置の第3の変形例では、理想的なステップ波形を強制的に出力させることなく正常な測定結果を得るために、図10のフローチャートに示すような手順で差電圧測定処理を行なう。なお、本処理においては、電流出力部220を流れる電流Iを常時測定するものとする。   Therefore, in the third modification of the differential voltage measurement apparatus, differential voltage measurement processing is performed according to the procedure shown in the flowchart of FIG. 10 in order to obtain a normal measurement result without forcibly outputting an ideal step waveform. Do. In this process, it is assumed that the current I flowing through the current output unit 220 is constantly measured.

まず、所定のタイミングで第1コンデンサC1のサンプルホールドを行なう(S201)。第1コンデンサC1のサンプルホールドの間、電流Iが一定であったかどうかを判定し(S202)、一定でなければ(S202:No)、測定に適していないとして、第1コンデンサC1のサンプルホールド(S201)を再度行なう。   First, the first capacitor C1 is sampled and held at a predetermined timing (S201). It is determined whether or not the current I is constant during the sample hold of the first capacitor C1 (S202). If it is not constant (S202: No), the sample hold of the first capacitor C1 is determined as not suitable for measurement (S201). Do the) again.

第1コンデンサC1のサンプルホールドの間、電流Iが一定であれば(S202:Yes)、このときの電流Iを定電流I1とみなし、所定時間待機する(S203)。待機の間、電流Iが変化したかどうかを判定し(S204)、変化していなければ(S204:No)、測定に適していないとして、第1コンデンサC1のサンプルホールド(S201)以降を再度行なう。   If the current I is constant during the sample and hold of the first capacitor C1 (S202: Yes), the current I at this time is regarded as a constant current I1 and waits for a predetermined time (S203). During standby, it is determined whether or not the current I has changed (S204). If it has not changed (S204: No), it is determined that the current is not suitable for measurement, and the first capacitor C1 sample hold (S201) and subsequent steps are performed again. .

待機の間、電流Iが変化していれば(S204:Yes)、所定のタイミングで第2コンデンサC2のサンプルホールドを行なう(S205)。第2コンデンサC2のサンプルホールドの間、電流Iが一定であったかどうかを判定し(S206)、一定でなければ(S206:No)、測定に適していないとして、第1コンデンサC1のサンプルホールド(S201)以降を再度行なう。   If the current I has changed during standby (S204: Yes), the second capacitor C2 is sampled and held at a predetermined timing (S205). It is determined whether or not the current I is constant during the sample hold of the second capacitor C2 (S206). If it is not constant (S206: No), the sample hold of the first capacitor C1 is determined as not suitable for measurement (S201). Do the following again.

第2コンデンサC2のサンプルホールドの間、電流Iが一定であれば(S206:Yes)、このときの電流Iを定電流I2とみなし、測定に適しているとして差電圧の測定を行なう(S207)。得られた結果が異常値でなければ(S208:No)、測定値を有効として取り扱い(S209)、次回の測定として第1コンデンサC1のサンプルホールド(S201)以降を繰り返す。   If the current I is constant during the sample and hold of the second capacitor C2 (S206: Yes), the current I at this time is regarded as a constant current I2, and the differential voltage is measured as being suitable for the measurement (S207) . If the obtained result is not an abnormal value (S208: No), the measured value is treated as valid (S209), and the sample hold of the first capacitor C1 (S201) and subsequent steps are repeated as the next measurement.

得られた結果が異常値であれば(S208:Yes)、測定値を無効として第1コンデンサC1のサンプルホールド(S201)以降を再度行なう。なお、異常値の判断は、例えば、セル電池Ceの正常な電圧範囲をあらかじめ記録しておき、その範囲と測定値とを比較することで行なうことができる。   If the obtained result is an abnormal value (S208: Yes), the measured value is invalidated and the sample hold (S201) and subsequent steps of the first capacitor C1 are performed again. The abnormal value can be determined by, for example, recording a normal voltage range of the cell battery Ce in advance and comparing the range with the measured value.

有効と判断された測定値は、結果的に理想的なステップ波形での測定と同等と考えることができるため、正常な測定結果として取り扱うことができる。なお、本手順では、処理毎に測定適性を判定したが、測定適性をまとめて行なってもよい。例えば、第1コンデンサC1のサンプルホールドと第2コンデンサC2のサンプルホールドを行なった後に、サンプルホールド中の電流Iの安定やサンプルホールド間の電流Iの変化を判定して測定適性を判断してもよい。   Since the measured value determined to be effective can be considered to be equivalent to the measurement with an ideal step waveform as a result, it can be handled as a normal measurement result. In addition, in this procedure, although measurement aptitude was determined for every process, you may perform measurement aptitude collectively. For example, after the sample hold of the first capacitor C1 and the sample hold of the second capacitor C2, the suitability of the measurement is determined by determining the stability of the current I during the sample hold and the change in the current I during the sample hold. Good.

ところで、組電池BSにおいて、各電池セルCe間は一般にバスバーで接続される。バスバーによる接続では、非常に僅かながら接触抵抗と配線抵抗とが存在する。このため、組電池BSは、図11に示すように、電池セルCe1と電池セルCe2との間にバスバー接続による抵抗BBR12が存在し、この抵抗による電圧降下が電池セルCe1の電圧測定値に含まれ、誤差が生じることになる。他の電池セルについても同様である。   By the way, in the assembled battery BS, the battery cells Ce are generally connected by a bus bar. In the connection by the bus bar, there are very little contact resistance and wiring resistance. For this reason, as shown in FIG. 11, the assembled battery BS has a resistor BBR12 due to busbar connection between the battery cell Ce1 and the battery cell Ce2, and a voltage drop due to this resistance is included in the voltage measurement value of the battery cell Ce1. Errors will occur. The same applies to other battery cells.

バスバー接続により生じる抵抗値は、実測等によりあらかじめ取得することができる。このため、各電池セル間のバスバー接続による抵抗値をμCOM210等に記録しておき、測定時の電流Iで生じる電圧降下分を電圧測定値から差し引くことで、差電圧測定の精度を一層高めることが可能となる。記録した抵抗値は、経年劣化を考慮して、経年に対応した所定の係数を乗じて電圧降下分を算出してもよい。   The resistance value generated by the bus bar connection can be acquired in advance by actual measurement or the like. For this reason, the resistance value due to the bus bar connection between each battery cell is recorded in the μCOM 210 or the like, and the voltage drop caused by the current I at the time of measurement is subtracted from the voltage measurement value, thereby further improving the accuracy of the differential voltage measurement. Is possible. The recorded resistance value may be calculated by multiplying a predetermined coefficient corresponding to aging in consideration of aging deterioration.

なお、前述した変形例を含む実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の差電圧測定装置の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。   In addition, embodiment containing the modification mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, those skilled in the art can carry out various modifications without departing from the gist of the present invention in accordance with conventionally known findings. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the differential voltage measuring apparatus of the present invention is provided.

100 電池状態検出装置
111 差動増幅部
112 切換スイッチ
113 第1コンデンサ
114 第2コンデンサ
115 充電部
121 第1ADC
122 第2ADC
140 μCOM
200 差電圧測定装置
201 差電圧測定装置
202 差電圧測定装置
210 μCOM
211 スイッチ制御部
220 電流出力部
230 切換スイッチ
240 差動増幅部
250 ADC
261 検出対象選択スイッチ
262 基準電位設定スイッチ
270 保護用スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery condition detection apparatus 111 Differential amplification part 112 Changeover switch 113 1st capacitor 114 2nd capacitor 115 Charging part 121 1st ADC
122 2nd ADC
140 μCOM
200 Differential Voltage Measuring Device 201 Differential Voltage Measuring Device 202 Differential Voltage Measuring Device 210 μCOM
211 switch control unit 220 current output unit 230 changeover switch 240 differential amplification unit 250 ADC
261 Detection target selection switch 262 Reference potential setting switch 270 Protection switch

Claims (6)

第1コンデンサと、
前記第1コンデンサよりも容量の小さい第2コンデンサと、
前記第1コンデンサが保持する電圧と前記第2コンデンサが保持する電圧との差電圧に応じた電圧を出力する差動増幅部と、
第1電圧を前記第1コンデンサに導き、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、第2電圧を前記第2コンデンサに導く制御部と、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサと前記差動増幅部との接続状態を切り換える保護用スイッチと、
温度センサと、
を備え、
前記制御部は、前記第1電圧を前記第1コンデンサに導く間は、前記保護用スイッチを切断状態とし、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導く間は、前記保護用スイッチを切断状態とし、
前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いた後、前記温度センサの測定値に応じて定められた待機時間経過後に、前記保護用スイッチを接続状態とすることを特徴とする差電圧測定装置。
A first capacitor,
A second capacitor having a smaller capacity than the first capacitor;
A differential amplifier that outputs a voltage corresponding to a voltage difference between a voltage held by the first capacitor and a voltage held by the second capacitor;
A controller that guides a first voltage to the first capacitor, and guides a second voltage to the second capacitor in a state where the first capacitor holds the first voltage;
A protective switch for switching a connection state between the first capacitor and the second capacitor and the differential amplifier;
Temperature sensor,
Equipped with
The control unit turns off the protection switch while conducting the first voltage to the first capacitor, and holds the first voltage while the first capacitor holds the first voltage. 2) While leading to the capacitor, turn off the protection switch,
A differential voltage measurement apparatus , wherein the protection switch is connected after a standby time determined in accordance with a measurement value of the temperature sensor has passed after the second voltage is led to the second capacitor.
電圧が印加される入力端の接続先を前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとで排他的に切り換える切換スイッチを備え、
前記制御部は、前記切換スイッチを制御することで、前記第1電圧を前記第1コンデンサに導き、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導くことを特徴とする請求項1に記載の差電圧測定装置。
A changeover switch for exclusively switching a connection destination of an input terminal to which a voltage is applied between the first capacitor and the second capacitor;
The control unit controls the changeover switch to lead the first voltage to the first capacitor, and the second voltage is supplied to the second capacitor while the first capacitor holds the first voltage. The differential voltage measurement device according to claim 1, which leads to:
前記第1コンデンサの前記切換スイッチ接続側と反対側に接続状態を切り換えるリーク電流防止スイッチを備え、
前記制御部は、前記第1コンデンサが前記第1電圧を保持した状態で、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いている間、前記リーク電流防止スイッチを切断状態に切り換えることを特徴とする請求項2に記載の差電圧測定装置。
A leakage current prevention switch for switching a connection state on the opposite side of the first capacitor to the selector switch connection side;
The control unit switches the leakage current prevention switch to a disconnection state while the second voltage is being led to the second capacitor in a state where the first capacitor holds the first voltage. The differential voltage measuring device according to claim 2.
前記第1電圧を生成するために供給する第1電流と、前記第2電圧を生成するために供給する第2電流とを切り換えて出力する電流出力部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の差電圧測定装置。 A current output unit for switching and outputting a first current supplied to generate the first voltage and a second current supplied to generate the second voltage. The differential voltage measuring device according to any one of 1 to 3 . 前記制御部は、
前記第1電圧および前記第2電圧を生成するための電流の値を取得し、
1)前記第1電圧を前記第1コンデンサに導いている間に取得した電流値が変化したとき
2)前記第1電圧を前記第1コンデンサに導いた後、前記第2電圧を前記第2コンデンサに導くまでの間に取得した電流値が変化しなかったとき
3)前記第2電圧を前記第2コンデンサに導いている間に取得した電流値が変化したとき
のいずれかを満たす場合に、前記差動増幅部の出力結果を無効とすることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の差電圧測定装置。
The control unit
Obtaining values of current for generating the first voltage and the second voltage;
1) When the obtained current value changes while introducing the first voltage to the first capacitor 2) After introducing the first voltage to the first capacitor, the second voltage is converted to the second capacitor 3) When the current value acquired during the time when the current is acquired does not change until the current value acquired while the second voltage is supplied to the second capacitor is satisfied. differential voltage measuring device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a disabling the output of the differential amplifier.
前記制御部は、
あらかじめ設定された、前記第1電圧および前記第2電圧の供給源の内部接続に関する抵抗値に基づいて、前記差動増幅部の出力結果を補正することを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の差電圧測定装置。
The control unit
Preset, based on the resistance value related to the internal connection of the supply source of the first voltage and the second voltage, any claim 1-5, characterized in that for correcting the output of the differential amplifier The differential voltage measuring device according to any one of the preceding claims
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