JP7236860B2 - 電圧検出装置 - Google Patents

電圧検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7236860B2
JP7236860B2 JP2018238904A JP2018238904A JP7236860B2 JP 7236860 B2 JP7236860 B2 JP 7236860B2 JP 2018238904 A JP2018238904 A JP 2018238904A JP 2018238904 A JP2018238904 A JP 2018238904A JP 7236860 B2 JP7236860 B2 JP 7236860B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
voltage detection
voltage
circuit
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018238904A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019176714A (ja
Inventor
真吾 槌矢
誠二 鎌田
貴史 廣川
誠悟 今井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Publication of JP2019176714A publication Critical patent/JP2019176714A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7236860B2 publication Critical patent/JP7236860B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/36—Overload-protection arrangements or circuits for electric measuring instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/008—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for protective arrangements according to this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308—Overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/30—Structural combination of electric measuring instruments with basic electronic circuits, e.g. with amplifier
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

本発明は、電圧検出装置に関する。
下記特許文献１の電圧検出装置は、電圧検出回路、複数の電圧検出線、放電回路及び電力調整部を備える。前記電圧検出回路は、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出する。複数の電圧検出線は、前記電池セルの各々と前記電圧検出回路とを接続する。前記放電回路は、前記電圧検出線の各々とグランドとを接続し、過充電状態となった電池を放電させる。前記電力調整部は、前記バッテリによる電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する。前記電圧検出回路は、上記電圧検出線を介して、前記電池セルの各々の電圧を検出する。前記電圧検出回路は、上記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から前記電圧検出回路を保護する過電圧保護回路を備える。
特開２０１５－１３６２５６号公報
ところで、上述した従来の電圧検出装置によれば、過電圧から前記電圧検出回路を保護することはできるものの、過電圧が発生した場合に前記電圧検出回路そのものの作動を停止させることができない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、過電圧が発生した場合に電圧検出回路の作動をより確実に停止させることを目的とする。
（１）本発明の一実施形態では、バッテリを構成する複数の電池セルの各々に接続される複数の導線と、前記バッテリからの電力の給電によって作動し、前記複数の導線を介して前記複数の電池セルの各々の電圧を検出する電圧検出回路と、前記複数の導線のうち、一以上の導線の電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記一以上の導線と前記バッテリのマイナス端子とを電気的に接続する過電圧保護回路と、前記一以上の導線から前記マイナス端子に流れる電流によって、前記マイナス端子と前記電圧検出回路との電気的な接続を不可逆的に遮断する遮断回路と、を備える電圧検出装置である。
（２）上記（１）の電圧検出装置において、前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及びグランドに接続されるヒューズであってもよい。上記（２）の電圧検出装置において、前記過電圧保護回路は、前記一以上の導線の電圧が所定の閾値を超える場合には、前記一以上の導線と前記グランドとを電気的に接続することで、前記遮断回路を介して前記一以上の導線と前記マイナス端子とを電気的に接続してもよい。
（３）上記（１）の電圧検出装置において、前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備えてもよい。上記（３）の電圧検出装置において、前記過電圧保護回路は、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、３つの端子を有し、前記３つの端子のうち、制御端子である第１の端子がツェナーダイオードのアノード端子に接続され、残りの２つの端子のうち、第２の端子がツェナーダイオードのカソード端子に接続され、第３の端子がグランドに接続されるスイッチング素子と、第１の端部が前記ツェナーダイオードのアノード端子に接続され、第２の端部が前記グランドに接続される抵抗器と、前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に電気的に接続される複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に接続される第２ダイオードと、備えてもよく、前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであってもよい。
（４）上記（１）の電圧検出装置において、前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備えてもよい。上記（４）の電圧検出装置において、前記過電圧保護回路は、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、３つの端子を有し、前記３つの端子のうち、制御端子である第１の端子がツェナーダイオードのアノード端子に接続され、残りの２つの端子のうち、第２の端子がツェナーダイオードのカソード端子に接続され、第３の端子がグランドに接続されるスイッチング素子と、第１の端部が前記ツェナーダイオードのアノード端子に接続され、第２の端部が前記グランドに接続される抵抗器と、前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に電気的に接続される複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に接続される第２ダイオードと、備えてもよく、前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであってもよい。
（５）上記（１）の電圧検出装置において、前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備えてもよい。上記（５）において、前記過電圧保護回路は、第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有するスイッチング素子と、前記第１の端子に接続されており、前記一以上の導線の電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記スイッチング素子をオン状態にする制御手段と、前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記第２の端子に接続される複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記第２の端子に接続される第２ダイオードと、を備えてもよく、前記第３の端子は、グランドに電気的に接続され、前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであってもよい。
本発明の一実施形態では、過電圧が発生した場合に遮断回路が回路を遮断するので、電圧検出回路の作動を確実に停止させることが可能である。
本発明の第１実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。 本発明の第２実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。 本発明の第３実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。 本発明の第４実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。 本発明の第５実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。
以下、図面を参照して、本発明の第１～第５実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
初めに第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る電圧検出装置は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）あるいはハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）等の移動車両に搭載される。第１実施形態に係る電圧検出装置は、バッテリＢを構成する各電池セルＣ１～Ｃｎの電圧状態を監視する。ｎは２以上の整数である。第１実施形態に係る電圧検出装置は、図１に示すように、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ１及び電圧検出回路Ｄを備える。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ（遮断回路）、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ１及び電圧検出回路Ｄは、図示しない基板上に実装されている。
電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１は、電池セルＣ１～Ｃｎと電圧検出回路Ｄとを接続する導線である。電圧検出回路Ｄは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１を介して入力される電池セルＣ１～Ｃｎの各々の電力の電圧を検出する。
放電回路Ｈ１～Ｈｎは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１とグランドとを接続する。放電回路Ｈ１～Ｈｎは、過充電状態となった電池セルＣ１～Ｃｎを放電させる。放電回路Ｈ１～Ｈｎは、図１に示すように、放電用抵抗器Ｒａ１～Ｒａｎを備える。放電回路Ｈ１～Ｈｎの各々は同じ構成であるので、放電回路Ｈ１の放電用抵抗器Ｒａ１についてのみ説明し、放電回路Ｈ２～Ｈｎの放電用抵抗器Ｒａ２～Ｒａｎについては説明を省略する。
放電用抵抗器Ｒａ１は、第１の端部が電圧検出線Ｌ１を介して電池セルＣ１の正極に接続され、第２の端部が電圧検出回路Ｄに接続されている。また、放電用抵抗器Ｒａ１の第２の端部は、電圧検出回路Ｄに接続されているが、電圧検出回路Ｄの内部に設けられたスイッチング素子を介してグランドに接続されている。
放電用抵抗器Ｒａ１は、電圧検出回路Ｄの内部の上記スイッチング素子がオン状態となると、電池セルＣ１から電力が供給されて、前記電力を熱エネルギーに変換する。つまり、放電用抵抗器Ｒａ１は、発熱する。電圧検出回路Ｄは、電池セルＣ１が過充電状態となった場合には、上記スイッチング素子をオン状態にすることで、過充電状態となった電池セルＣ１～Ｃｎを放電回路Ｈ１に放電させる。
ヒューズＦは、バッテリＢのマイナス端子と電圧検出線Ｌｎ+１との間に設けられている。すなわち、ヒューズＦは、第１の端部がバッテリＢのマイナス端子に接続され、第２の端部が電圧検出線Ｌｎ+１の第１の端部に接続されている。このようなヒューズＦは、バッテリＢのマイナス端子と電圧検出線Ｌｎとの接続をヒューズＦに流れる電流である通電電流によって不可逆的に遮断する遮断回路である。電力調整部Ａは、バッテリＢによる電力を調整して駆動電力として電圧検出回路Ｄに供給する。電力調整部Ａは、例えば、ＤＣ/ＤＣコンバータである。図１に示すように、電圧検出線Ｌｎ+１は、第１の端部がヒューズＦに接続され、第２の端部が低電位側の電力端子Ｔ０に接続されている。図１に示すように、電力端子Ｔ０は、グランドに接続されている。また、電力端子Ｔ０は、ヒューズＦを介してバッテリＢのマイナス端子に接続されている。
過電圧保護回路Ｐ１は、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ１は、アクティブクランプ回路として機能する。この過電圧保護回路Ｐ１は、ツェナーダイオードＺＤ、保護用スイッチング素子ＨＳ、保護用抵抗器ＨＲ、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを備える。
ツェナーダイオードＺＤは、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを介して電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａに接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧がカソード端子に印加されると、カソード端子からアノード端子の向きに電流が流れる。
保護用スイッチング素子ＨＳは、例えば、バイポーラトランジスタである。保護用スイッチング素子ＨＳは、ベース端子（制御端子（第１の端子））がツェナーダイオードＺＤのアノード端子に接続され、エミッタ端子（第２の端子）がツェナーダイオードのカソード端子に接続され、コレクタ端子（第３の端子）がグランドに接続されている。
電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生すると所定のしきい値以上の電圧がツェナーダイオードＺＤに印加される。所定のしきい値以上の電圧がツェナーダイオードＺＤに印加された場合には、保護用スイッチング素子ＨＳはオン状態となり、前記所定のしきい値以上の電圧を有する電力を、グランドに放電する。
一方、保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生していない場合には、オフ状態となる。保護用スイッチング素子ＨＳはオフ状態になると電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａからグランドへの放電を停止する。
保護用スイッチング素子ＨＳは、バイポーラトランジスタ以外にも、例えばＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であってもよい。
保護用抵抗器ＨＲは、第１の端部がツェナーダイオードＺＤのアノード端子に接続され、第２の端部がグランドに接続される。保護用抵抗器ＨＲは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部ＡからツェナーダイオードＺＤを介して保護用スイッチング素子ＨＳのベース端子（制御端子）に入力される電流を調整する。
第３ダイオードＤａ１は、電圧検出線Ｌ１に対応して設けられている。第３ダイオードＤａ１は、アノード端子が電圧検出線Ｌ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第３ダイオードＤａ１と同様に、第３ダイオードＤａ２～Ｄａｎ+１も、電圧検出線Ｌ２～Ｌｎ+１毎に設けられている。
第１ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１に対応して設けられている。第１ダイオードＤｂ１は、アノード端子が放電回路Ｈ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ１と同様に、第１ダイオードＤｂ２～Ｄｂｎも、放電回路Ｈ２～Ｈｎ毎に設けられている。
第２ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。
電圧検出回路Ｄは、各電池セルＣ１～Ｃｎの電圧を検出し、その検出結果をデジタルデータ（電圧検出データ）に変換するＡ／Ｄ変換機能や図示しないマイコンとの通信機能を持つ専用ＩＣチップである。電圧検出回路Ｄは、第１の電圧（例えば６０Ｖ）の電力の給電によって作動する。電圧検出回路Ｄは、第１の電圧よりも低い第２の電圧（例えば５Ｖ）で作動するマイコンと、フォトカプラ等の絶縁素子を介して接続される。電圧検出回路Ｄは、前記マイコンと電気的に絶縁されると共に通信可能である。
次に、第１実施形態に係る電圧検出装置の動作について説明する。
第１実施形態に係る電圧検出装置では、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて突発的な過電圧が発生した場合、過電圧保護回路Ｐ１で以下の特徴的な動作を実行する。つまり、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値を超える過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に過電圧が印加され、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子の向きに電流が流れ出す。
保護用スイッチング素子ＨＳは、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子の向きに電流が流れ出すと、制御端子（第１の端子）にツェナーダイオードＺＤから電流が入力される。保護用スイッチング素子ＨＳは、制御端子（第１の端子）にツェナーダイオードＺＤから電流が入力されるとオン状態となる。保護用スイッチング素子ＨＳがオン状態になると、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値を超える過電圧がグランドに放電される。これにより、過電圧保護回路Ｐ１は、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。
第１実施形態に係る電圧検出装置は、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する過電圧保護回路Ｐ１を具備する。
例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、ツェナーダイオードＺＤは、７５Ｖの電圧がカソード端子に印加されるとカソード端子からアノード端子に電流が流れ出す。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加されると、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出して、保護用スイッチング素子ＨＳがオン状態となる。これにより、７５Ｖ以上の過電圧がグランドに放電されるので、過電圧保護回路Ｐ１は、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。
また、第１実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ１が作動すると、ヒューズＦに電流が流れる。すなわち、過電圧保護回路Ｐ１のグランドと電圧検出回路Ｄのグランドとが電気的につながっている。そのため、第１実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ１が作動すると、過電圧保護回路Ｐ１及びグランドを介してヒューズＦに電流が流れる。その結果、ヒューズＦが溶断し、低電位側の電力端子Ｔ０がフローティング状態に至る。
したがって、ヒューズＦの溶断によって電圧検出回路Ｄの電力端子Ｔ０がフローティング状態になる。これにより、電圧検出回路Ｄの作動が確実に停止する。
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電圧検出装置について説明する。第２実施形態に係る電圧検出装置は、図２に示すように、過電圧保護回路Ｐ２の構成が第１実施形態の過電圧保護回路Ｐ１と異なる点において、上記第１実施形態と相違する。過電圧保護回路以外の第２実施形態に係る電圧検出装置の構成要素は、第１実施形態に係る電圧検出装置の構成要素と同様である。よって、第２実施形態に係る電圧検出装置の構成要素において、第１実施形態に係る電圧検出装置と同一又は類似の構成要素には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
第２実施形態に係る電圧検出装置は、図２に示すように、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ２及び電圧検出回路Ｄを備える。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ（遮断回路）、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ２及び電圧検出回路Ｄは、図示しない基板上に実装されている。
過電圧保護回路Ｐ２は、第１実施形態と同様、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ２は、ツェナーダイオードＺＤ、第３ダイオードＤａ～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを備える。
ツェナーダイオードＺＤは、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを介して電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａに接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧がカソード端子に印加されると、カソード端子からアノード端子の向きに電流が流れる。ツェナーダイオードＺＤは、アノード端子がグランドに接続されている。
第３ダイオードＤａ１は、電圧検出線Ｌ１に対応して設けられている。第３ダイオードＤａ１は、アノード端子が電圧検出線Ｌ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第３ダイオードＤａ１と同様、第３ダイオードＤａ２～Ｄａｎ+１も、電圧検出線Ｌ２～Ｌｎ+１毎に設けられている。
第１ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１に対応して設けられている。第１ダイオードＤｂ１は、アノード端子が放電回路Ｈ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ１と同様、第１ダイオードＤｂ２～Ｄｂｎも、放電回路Ｈ２～Ｈｎ毎に設けられている。
第２ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。
例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、ツェナーダイオードＺＤは、７５Ｖの電圧がカソード端子に印加されるとカソード端子からアノード端子に電流が流れ出す。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加されると、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出す。これにより、７５Ｖ以上の過電圧がツェナーダイオードＺＤを介してグランドに放電されて、電圧検出回路Ｄは、過電圧から保護される。
第２実施形態に係る電圧検出装置は、過電圧から電圧検出回路Ｄを保護する共に電圧検出回路Ｄの作動を確実に停止させることができる。第２実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ２が作動すると、過電圧保護回路Ｐ２及びグランドを介してヒューズＦに電流が流れる。過電圧保護回路Ｐ２のグランドと電圧検出回路Ｄのグランドとが電気的につながっている。そのため、過電圧保護回路Ｐ２が作動すると、第２実施形態に係るヒューズＦが溶断して電力端子Ｔ０がフローティング状態になる。
したがって、ヒューズＦの溶断によって電圧検出回路Ｄの低電位側の電力端子Ｔ０はフローティング状態になる。これにより、電圧検出回路Ｄの作動が確実に停止する。
〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る電圧検出装置について説明する。第３実施形態に係る電圧検出装置は、図３に示すように、過電圧保護回路Ｐ３の構成が第１実施形態の過電圧保護回路Ｐ１と異なる点において、上記第１実施形態と相違する。過電圧保護回路以外の第３実施形態に係る電圧検出装置の構成要素は第１実施形態に係る電圧検出装置の構成要素と同様である。よって、第３実施形態に係る電圧検出装置の構成要素において、第１実施形態に係る電圧検出装置の構成要素と同一又は類似の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
第３実施形態に係る電圧検出装置は、図３に示すように、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ３及び電圧検出回路Ｄを備える。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ（遮断回路）、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ３及び電圧検出回路Ｄは、図示しない基板上に実装されている。
過電圧保護回路Ｐ３は、第１実施形態と同様、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ３は、比較器Ｃｐ、制御装置Ｃｎ、保護用スイッチング素子ＨＳ、第１保護用抵抗器ＨＲ１、第２保護用抵抗器ＨＲ２、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを備える。なお、比較器Ｃｐ及び制御装置Ｃｎは、第３実施形態における制御手段を構成する。
比較器Ｃｐは、２つの入力端である第１の入力端及び第２の入力端のうち、第１の入力端が第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃのカソード端子に接続され、第２の入力端がグランドに接続されている。比較器Ｃｐは、第１の入力端と第２の入力端との間に第１保護用抵抗器ＨＲ１を備える。また、比較器Ｃｐの出力端は制御装置Ｃｎに接続されている。比較器Ｃｐは、出力端から比較結果を制御装置Ｃｎに出力する。
制御装置Ｃｎは、保護用スイッチング素子ＨＳを制御する。制御装置Ｃｎは、比較器Ｃｐから入力される比較結果に基づいて電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生した否か判定する。制御装置Ｃｎは、所定のしきい値以上の電圧が発生したと判定した場合には、保護用スイッチング素子ＨＳをオン状態にする。
保護用スイッチング素子ＨＳは、例えば、バイポーラトランジスタである。保護用スイッチング素子ＨＳは、ベース端子（制御端子）が制御装置Ｃｎに接続され、エミッタ端子が第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃのカソード端子に接続され、コレクタ端子が第２保護用抵抗器ＨＲ２を介してグランドに接続されている。
保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生した場合、制御装置Ｃｎによってオン状態に制御される。オン状態である保護用スイッチング素子ＨＳは、上述した所定のしきい値以上の電圧を持つ電力をグランドに放電する。
保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生していな場合には、制御装置Ｃｎによってオフ状態に制御される。オフ状態の保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａからグランドへの放電を停止する。
保護用スイッチング素子ＨＳは、バイポーラトランジスタ以外にも、例えばＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であってもよい。
第１保護用抵抗器ＨＲ１は、比較器Ｃｐにおける２つの入力端である第１の入力端及び第２の入力端の間に設けられている。
第２保護用抵抗器ＨＲ２は、第１の端部が保護用スイッチング素子ＨＳのコレクタ端子に接続され、第２の端部がグランドに接続されている。
例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、制御装置Ｃは、比較器Ｃｐから入力される比較結果に基づいて電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した否かを判定する。制御装置Ｃｎは、７５Ｖ以上の過電圧が発生したと判定した場合、保護用スイッチング素子ＨＳをオン状態にする。これにより、７５Ｖ以上の過電圧が保護用スイッチング素子ＨＳを介してグランドに放電されるので、過電圧保護回路Ｐ３は、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。
第３実施形態に係る電圧検出装置は、過電圧から電圧検出回路Ｄを保護する共に電圧検出回路Ｄの作動を確実に停止させる。第３実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ３が作動すると、過電圧保護回路Ｐ３及びグランドを介してヒューズＦに電流が流れる。過電圧保護回路Ｐ３のグランドと電圧検出回路Ｄのグランドが電気的につながっている。そのため、第３実施形態のヒューズＦが溶断して低電位側の電力端子Ｔ０がフローティング状態になる。
したがって、ヒューズＦの溶断によって電圧検出回路Ｄの低電位側の電力端子Ｔ０はフローティング状態になる。これにより、電圧検出回路Ｄの作動が確実に停止する。
〔第４実施形態〕
次に、第４実施形態に係る電圧検出装置について説明する。第４実施形態に係る電圧検出装置の構成要素において、第１実施形態に係る電圧検出装置の構成要素と同一又は類似の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
第４実施形態に係る電圧検出装置は、第１実施形態に係る電圧検出装置と比較して、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１を備えていない点で相違する。
第４実施形態に係る電圧検出装置は、図４に示すように、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ４及び電圧検出回路Ｄを備える。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ（遮断回路）、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ４及び電圧検出回路Ｄは、図示しない基板上に実装されている。
過電圧保護回路Ｐ４は、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ４は、複数の電圧検出線Ｌ１～Ｌｎのうち、一以上の電圧検出線の電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記一以上の電圧検出線Ｌ１～ＬｎとバッテリＢのマイナス端子１００とを電気的に接続する。過電圧保護回路Ｐ４は、ツェナーダイオードＺＤ、保護用スイッチング素子ＨＳ、保護用抵抗器ＨＲ、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎ及び第２ダイオードＤｃを備える。バッテリＢのプラス端子１０１は、電圧検出線Ｌ１の第１の端部に接続されている。
第１ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１に対応して設けられている。第１ダイオードＤｂ１は、アノード端子が放電回路Ｈ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ１と同様、第１ダイオードＤｂ２～Ｄｂｎも、放電回路Ｈ２～Ｈｎ毎に設けられている。すなわち、第１ダイオードＤｂｎは、放電回路Ｈｎに対応して設けられている。第１ダイオードＤｂｎは、アノード端子が放電回路Ｈｎに接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。
第２ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。
例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、ツェナーダイオードＺＤは、７５Ｖの電圧がカソード端子に印加されるとカソード端子からアノード端子に電流が流れ出す。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａの入力のうち、いずれかにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
例えば、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎのうち、一以上の電圧検出線に所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、前記一以上の電圧検出線Ｌに接続されている第１ダイオードＤｂを介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。放電回路Ｈ１～Ｈｎのうち、一以上の放電回路Ｈに所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、前記一以上の放電回路Ｈに接続されている電圧検出線Ｌに所定のしきい値以上の電圧が印加される。放電回路Ｈ１～Ｈｎのうち、一以上の放電回路Ｈに所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、前記一以上の電圧検出線Ｌに接続されている第１ダイオードＤｂを介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
電力調整部Ａに７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合には、電圧検出線Ｌ１に所定のしきい値以上の電圧が印加される。そして、第１ダイオードＤｂ１を介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加されると、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出して、保護用スイッチング素子ＨＳがオン状態となる。これにより、過電圧保護回路Ｐ４は、複数の電圧検出線Ｌ１～ＬｎとバッテリＢのマイナス端子１００とをグランドを介して電気的に接続する。
過電圧保護回路Ｐ４は、一以上の電圧検出線Ｌの電圧が所定の閾値を超える場合には、複数の電圧検出線Ｌ１～Ｌｎとグランドとを電気的に接続することで、ヒューズＦを介して複数の電圧検出線Ｌ１～ＬｎとバッテリＢのマイナス端子１００とを電気的に接続する。したがって、第２実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ４が作動すると、過電圧保護回路Ｐ４及びグランドを介してヒューズＦに電流が流れる。そのため、過電圧保護回路Ｐ４が作動すると、ヒューズＦが溶断して電力端子Ｔ０がフローティング状態になる。したがって、ヒューズＦの溶断によって電圧検出回路Ｄの低電位側の電力端子Ｔ０はフローティング状態になる。これにより、電圧検出回路Ｄの作動が確実に停止する。
〔第５実施形態〕
次に、第５実施形態に係る電圧検出装置について説明する。第５実施形態に係る電圧検出装置の構成要素において、第１実施形態に係る電圧検出装置の構成要素と同一又は類似の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
第５実施形態に係る電圧検出装置は、第１実施形態に係る電圧検出装置と比較して、第３ダイオードＤａ１～Ｄａｎ+１を備えていない点で相違する。また、第５実施形態に係る電圧検出装置は、第１実施形態に係る電圧検出装置と比較して、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎのうち、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍのみを備えている点で相違する。ｍは、２以上であり、ｎ未満の整数である（２≦ｍ＜ｎ）。
第５実施形態に係る電圧検出装置は、図５に示すように、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ５及び電圧検出回路Ｄを備える。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ+１、放電回路Ｈ１～Ｈｎ、ヒューズＦ（遮断回路）、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ５及び電圧検出回路Ｄは、図示しない基板上に実装されている。
過電圧保護回路Ｐ５は、電圧検出線Ｌ１～Ｌｍ、放電回路Ｈ１～Ｈｍ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ５は、複数の電圧検出線Ｌ１～Ｌｍのうち、一以上の電圧検出線Ｌの電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記一以上の電圧検出線ＬとバッテリＢのマイナス端子１００とを電気的に接続する。バッテリＢのプラス端子１０１は、電圧検出線Ｌ１の第１の端部に接続されている。
過電圧保護回路Ｐ５は、ツェナーダイオードＺＤ、保護用スイッチング素子ＨＳ、保護用抵抗器ＨＲ、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍ及び第２ダイオードＤｃを備える。
第１ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１に対応して設けられている。第１ダイオードＤｂ１は、アノード端子が放電回路Ｈ１に接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ１と同様、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍも、放電回路Ｈ２～Ｈｍ毎に設けられている。図５は、ｍが２であるときの第５実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。
第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎは、第１のグループと第２のグループとのいずれかに分類される。第１のグループは、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍである。第２のグループは、ダイオードＤｂｍ＋１～Ｄｂｎである。
第５実施形態に係る電圧検出装置は、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｎのうち、第１のグループである第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍのみを備えており、第２のグループを備えていない。
第１のグループである第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍの各々は、直列接続された複数の電池セルＣ１～Ｃｎのうち、グランドを基準として電池セルのプラス端子の電圧が所定値Ｖｔｈ以上である電池セルに接続されている。所定値Ｖｔｈは、例えば、電圧検出回路Ｄの入力端子の耐圧に基づいて設定される。例えば、所定値Ｖｔｈは、上記耐圧にマージを持たせた値である。電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖである場合には、所定値Ｖｔｈは、例えば、５０Ｖや６０Ｖである。電圧検出回路Ｄの入力端子とは、電圧検出線Ｌ１～Ｌｎが接続されている電圧検出回路Ｄの端子である。図５に示す例では、電池セルＣ３～Ｃｎの各プラス端子の電圧は所定値Ｖｔｈ未満である。図５に示す例では、電池セルＣ２のプラス端子の電圧は所定値Ｖｔｈ以上である。また、電池セルＣ１のプラス端子の電圧は所定値Ｖｔｈ以上である。図５に示す例では、電圧検出回路Ｄの耐圧は、電池セルＣ３～Ｃｎ分の電圧と比較して非常に大きい。したがって、過電圧保護回路Ｐ５は、電池セルＣ３～Ｃｎ分の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する必要がない。したがって、図５に示す例では、第１のグループは、第１ダイオードＤｂ１及び第１ダイオードＤｂ２である。
電圧検出線Ｌ１は、直列に接続された電池セルＣ１～Ｃｎのうち、電池セルのプラス端子の電圧が所定値Ｖｔｈ以上である電池セルＣ１のプラス端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ１のアノード端子は、電圧検出線Ｌ１と電気的に接続される。第１ダイオードＤｂ１のカソード端子は、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続される。
電圧検出線Ｌ２は、直列に接続された電池セルＣ１～Ｃｎのうち、電池セルのプラス端子の電圧が所定値Ｖｔｈ以上である電池セルＣ２のプラス端子に接続されている。第１ダイオードＤｂ２のアノード端子は、電圧検出線Ｌ２と電気的に接続される。第１ダイオードＤｂ２のカソード端子は、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続される。
第２ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに接続され、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子に接続されている。
例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、ツェナーダイオードＺＤは、７５Ｖの電圧がカソード端子に印加されるとカソード端子からアノード端子に電流が流れ出す。電圧検出線Ｌ１～Ｌｎ、放電回路Ｈ１～Ｈｎ及び電力調整部Ａの入力のうち、いずれかにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
例えば、図５に示す例では、電圧検出線Ｌ１及び電圧検出線Ｌ２のうち、いずれかの電圧検出線に所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、第１ダイオードＤｂ１又はＤｂ２を介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。放電回路Ｈ１及び放電回路Ｈ２のうち、いずれかの放電回路Ｈに所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、電圧検出線Ｌ１又は電圧検出線Ｌ２に所定のしきい値以上の電圧が印加される。放電回路Ｈ１及びＨ２のうち、いずれかの放電回路Ｈに所定のしきい値以上の電圧が発生した場合には、電圧検出線Ｌ１又はＬ２に接続されている第１ダイオードＤｂ１又はＤｂ２を介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
電力調整部Ａに７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合には、電圧検出線Ｌ１に所定のしきい値以上の電圧が印加される。そして、第１ダイオードＤｂ１を介してツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加される。
ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖ以上の過電圧が印加されると、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出して、保護用スイッチング素子ＨＳがオン状態となる。これにより、過電圧保護回路Ｐ５は、複数の電圧検出線Ｌ１～ＬｍとバッテリＢのマイナス端子１００とをグランドを介して電気的に接続する。
過電圧保護回路Ｐ５は、電圧検出線Ｌ１～Ｌｍのいずれかの電圧が所定の閾値を超える場合には、電圧検出線Ｌ１～Ｌｍとグランドとを電気的に接続する。過電圧保護回路Ｐ５は、ヒューズＦを介して複数の電圧検出線Ｌ１～ＬｍとバッテリＢのマイナス端子１００とを電気的に接続する。したがって、第５実施形態に係る電圧検出装置では、電池セルの過電圧が発生して過電圧保護回路Ｐ５が作動すると、過電圧保護回路Ｐ５及びグランドを介してヒューズＦに電流が流れる。そのため、過電圧保護回路Ｐ５が作動すると、ヒューズＦが溶断して電力端子Ｔ０がフローティング状態になる。したがって、ヒューズＦの溶断によって電圧検出回路Ｄの低電位側の電力端子Ｔ０はフローティング状態になる。これにより、電圧検出回路Ｄの作動が確実に停止する。
以上、第１実施形態から第５実施形態について説明したが、本発明は上記第１～第５実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記第１～５実施形態の遮断回路は、ヒューズＦに限定されず、遮断回路は、ヒューズＦ以外の単独の回路素子あるいは複数の回路素子であってもよい。
（２）上記第１～５実施形態の放電用抵抗器Ｒａ１～Ｒａｎの第２の端部は、電圧検出回路Ｄの内部に設けられたスイッチング素子に接続されている。ただし、このスイッチング素子は、電圧検出回路Ｄの内部ではなく、放電回路Ｈ１～Ｈｎに設けられてもよい。
（３）上記第３実施形態の制御装置Ｃｎは、電圧検出回路Ｄと一体化させてもよい。
（４）上記第５実施形態の電圧検出装置は、少なくとも第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍを備えていればよい。第５実施形態の電圧検出装置は、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍだけを備えてもよいし、第１ダイオードＤｂ１～Ｄｂｍに加えて第１ダイオードＤｂｍ＋１～Ｄｂｎのうち一以上のダイオードを備えてもよい。
（５）上記第１～５実施形態の電圧検出装置は、放電回路Ｈ１～Ｈｎを備えなくてもよい。
Ｌ１～Ｌｎ+１ 電圧検出線
Ｈ１～Ｈｎ 放電回路
Ａ 電力調整部
Ｐ 過電圧保護回路
Ｄ 電圧検出回路
ＺＤ ツェナーダイオード
ＨＳ 保護用スイッチング素子
ＨＲ 保護用抵抗器
ＨＲ１ 第１保護用抵抗器
ＨＲ２ 保護用抵抗器
Ｄａ１～Ｄａｎ+１ 第１ダイオード
Ｄｂ１～Ｄｂｎ 第２ダイオード
Ｄｃ 第３ダイオード
Ｃｐ 比較器
Ｃｎ 制御装置
Ｆ ヒューズ（遮断回路）

Claims (5)

  1. バッテリを構成する複数の電池セルの各々に接続される複数の導線と、
    前記バッテリからの電力の給電によって作動し、前記複数の導線を介して前記複数の電池セルの各々の電圧を検出する電圧検出回路と、
    前記複数の導線のうち、一以上の導線の電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記一以上の導線と前記バッテリのマイナス端子とを電気的に接続する過電圧保護回路と、
    前記一以上の導線から前記マイナス端子に流れる電流によって、前記マイナス端子と前記電圧検出回路との電気的な接続を不可逆的に遮断する遮断回路と、
    を備える電圧検出装置。
  2. 前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及びグランドに接続されるヒューズであり、
    前記過電圧保護回路は、前記一以上の導線の電圧が所定の閾値を超える場合には、前記一以上の導線と前記グランドとを電気的に接続することで、前記遮断回路を介して前記一以上の導線と前記マイナス端子とを電気的に接続する、ことを特徴とする、請求項１に記載の電圧検出装置。
  3. 前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備え、
    前記過電圧保護回路は、
    前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、
    ３つの端子を有し、前記３つの端子のうち、制御端子である第１の端子がツェナーダイオードのアノード端子に接続され、残りの２つの端子のうち、第２の端子がツェナーダイオードのカソード端子に接続され、第３の端子がグランドに接続されるスイッチング素子と、
    第１の端部が前記ツェナーダイオードのアノード端子に接続され、第２の端部が前記グランドに接続される抵抗器と、
    前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に電気的に接続される複数の第１ダイオードと、
    アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に接続される第２ダイオードと、
    を備え、
    前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
  4. 前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備え、
    前記過電圧保護回路は、
    アノード端子がグランドに接続され、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、
    前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に接続される複数の第１ダイオードと、
    アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子に接続される第２ダイオードと、
    を備え、
    前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
  5. 前記バッテリの電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部を更に備え
    前記過電圧保護回路は、
    第１の端子、第２の端子及び第３の端子を有するスイッチング素子と、
    前記第１の端子に接続されており、前記一以上の導線の電圧が所定のしきい値を超える場合には、前記スイッチング素子をオン状態にする制御手段と、
    前記複数の電池セルのうち、少なくとも前記電池セルのプラス端子の電圧が所定値以上である複数の前記電池セルに接続された前記各導線にアノード端子が電気的に接続され、カソード端子が前記第２の端子に接続される複数の第１ダイオードと、
    アノード端子が前記電力調整部に接続され、カソード端子が前記第２の端子に接続される第２ダイオードと、
    を備え、
    前記第３の端子は、グランドに電気的に接続され、
    前記遮断回路は、第１の端部が前記マイナス端子に接続され、第２の端部が前記電圧検出回路及び前記グランドに接続されるヒューズであることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
JP2018238904A 2018-03-26 2018-12-20 電圧検出装置 Active JP7236860B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018058301 2018-03-26
JP2018058301 2018-03-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019176714A JP2019176714A (ja) 2019-10-10
JP7236860B2 true JP7236860B2 (ja) 2023-03-10

Family

ID=67983569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018238904A Active JP7236860B2 (ja) 2018-03-26 2018-12-20 電圧検出装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10877102B2 (ja)
JP (1) JP7236860B2 (ja)
CN (1) CN110361572A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201478B2 (en) * 2016-09-13 2021-12-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Management device and power supply system for improved cell voltage detection accuracy
KR20230126466A (ko) * 2022-02-23 2023-08-30 현대모비스 주식회사 배터리 셀 전압 측정 회로 및 그 제어 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013121246A (ja) 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp 電池モジュール及び電池システム
JP2015136256A (ja) 2014-01-17 2015-07-27 株式会社ケーヒン 電圧検出装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19926372C2 (de) * 1999-06-10 2001-06-13 Freudenberg Carl Fa Einrichtung zur Erkennung von Undichtheiten an Membranen
JP3578959B2 (ja) * 2000-02-24 2004-10-20 松下電器産業株式会社 テーブルタップおよびテーブルタップを用いた監視システム
JP2004088857A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Tohoku Ricoh Co Ltd 入力過電圧保護回路およびそれを備えた電気装置
PL2535706T3 (pl) * 2007-09-24 2015-11-30 Bayer Healthcare Llc Wieloelektrodowy czujnik testowy
US20100241094A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Sherron Mark Smart diaper
EP2562548A4 (en) * 2010-04-23 2015-03-04 Panasonic Corp DETECTION DEVICE AND DETECTION SYSTEM
JP2012157128A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Sanyo Electric Co Ltd 過電圧検出装置、保護装置及びパック電池
EP2574948B1 (en) * 2011-09-09 2017-08-30 GS Yuasa International Ltd. Electric storage device monitor
JP5585616B2 (ja) * 2012-06-26 2014-09-10 株式会社デンソー 回路保護装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013121246A (ja) 2011-12-07 2013-06-17 Panasonic Corp 電池モジュール及び電池システム
JP2015136256A (ja) 2014-01-17 2015-07-27 株式会社ケーヒン 電圧検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10877102B2 (en) 2020-12-29
JP2019176714A (ja) 2019-10-10
US20190293725A1 (en) 2019-09-26
CN110361572A (zh) 2019-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10658835B2 (en) Power supply device
US11121570B2 (en) Battery disconnecting device
US8213146B2 (en) Semiconductor power conversion apparatus
JP4390515B2 (ja) 出力ｍｏｓトランジスタの過電圧保護回路
US7586725B2 (en) Method of providing a secondary means of overload protection and leakage current protection in applications using solid state power controllers
US7768752B2 (en) Overvoltage protection circuit
US8351172B2 (en) Power supply control apparatus
US6775119B2 (en) Electrical connection system for vehicle
US9583958B2 (en) Voltage detecting device
JP7236860B2 (ja) 電圧検出装置
JP2020013656A (ja) 直流電流遮断装置
US10050436B2 (en) Protection device for an electrical power system
US20190285705A1 (en) Battery monitoring device for vehicle-mounted battery
JP2019041509A (ja) 電力供給システム
JP2010034701A (ja) 電力変換回路の駆動回路
KR102050907B1 (ko) 고장 전류 제한기 및 고장 전류 제한 방법
EP4160843A1 (en) Solid insulated switch
JP2015011933A (ja) 直流遮断装置
US10599198B2 (en) Load driving device
US7224561B2 (en) Protective circuit and method for operating said protective circuit, in particular for overvoltage protection for an electronic control system for a motor vehicle
US20230023713A1 (en) Fuse and protection circuit based upon bidirectionalswitch
US20210080499A1 (en) State output circuit and power supply apparatus
EP4287428A1 (en) Overvoltage protection circuit
JP7395417B2 (ja) 遮断装置
JP7435817B2 (ja) 電力変換器

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20210226

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210408

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7236860

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150