JP7583178B2 - 電圧測定回路及び方法、回路基板及び制御モジュール - Google Patents

Description

本願は電池技術分野に関し、特に電圧測定回路及び方法、回路基板及び制御モジュールに関する。

電圧測定分野において、技術者は一般的にマルチメータ、電圧測定器等の機器を用いて電圧を測定するが、これらの従来の測定器は測定範囲と精度を両立することができず、広範囲の電圧を測定しようとすると、測定精度を低下させるしかなく、測定精度を向上させようとすると、狭い範囲の電圧を測定するしかない。

広範囲の電圧に対して高精度の測定を行うという課題を早急に解決する必要がある。

本願実施例は、広範囲の測定と測定精度を両立させる、電圧測定回路及び方法、回路基板及び制御モジュールを提供する。

第１態様によれば、本願実施例は、電池が出力する電圧を測定することに用いられる電圧測定回路を提供し、電池は直列接続されるｎ個のセルを含み、ｎは１より大きい整数であり、回路は、ｎ個のセルに一対一で対応して設置されるｎ個の低電圧測定モジュールと、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、基準電圧源と、制御モジュールと、を含み、基準電圧源は事前設定基準電圧を出力することに用いられ、各低電圧測定モジュールの両端は第１スイッチ回路を介して対応するセルの両端に接続され、各低電圧測定モジュールの両端はさらに第２スイッチ回路を介して基準電圧源の両端に接続され、制御モジュールは第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットに接続され、制御モジュールはさらに各低電圧測定モジュールに接続され、制御モジュールはスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが測定した各セルの電圧を取得することに用いられる。

本願実施例の技術的解決手段において、低電圧測定モジュールは測定範囲が狭く、測定精度が高いため、ｎ個の低電圧測定モジュールでそれぞれ電池におけるｎ個のセルの両端の電圧を測定し、且つ測定された電圧を積算して、測定された電池が出力する電圧とすることができ、電圧測定回路の測定範囲を拡大するだけでなく、積算して得られた電圧の測定精度が低電圧測定モジュールの測定精度に近づくことを保証して、広範囲の測定と測定精度を両立させる。また、本願実施例はさらに基準電圧源を利用して、各低電圧測定モジュールを較正し、測定機器が電圧を測定する精度をさらに向上させることができる。

いくつかの実施例において、第１スイッチ回路はｎ＋１個の第１スイッチユニットを含み、ｎ個の低電圧測定モジュールを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個の低電圧測定モジュールを直列接続して形成された分岐回路の両端を第１接続可能ノードとし、ｎ個のセルを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個のセルを直列接続して形成された分岐回路の両端を第２接続可能ノードとし、各第１接続可能ノードはそれぞれ第１スイッチユニットを介して対応する第２接続可能ノードに接続される。

上記実施例において、第１スイッチ回路の１つの具体的な回路構造を提供する。

いくつかの実施例において、第２スイッチ回路はｎ＋２個の第２スイッチユニットを含み、ｎ個の第２スイッチユニットを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個の第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端を第３接続可能ノードとし、各第１接続可能ノードはそれぞれ第２スイッチユニットを介して対応する第３接続可能ノードに接続され、第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端はさらに第２スイッチユニットを介して基準電圧源の両端に接続される。

上記実施例において、第２スイッチ回路の１つの具体的な回路構造を提供する。

いくつかの実施例において、第２スイッチ回路は２ｎ個の第２スイッチユニットを含み、ｎ個の低電圧測定モジュールの両端はいずれも第２スイッチユニットを介して基準電圧源の両端に接続される。

上記実施例において、第２スイッチ回路の別の具体的な回路構造を提供し、各低電圧測定モジュールにより基準電圧源の両端の電圧を同時に測定することができ、各低電圧測定モジュールに対応する誤差値を取得する時間を短縮する。

いくつかの実施例において、制御モジュールは具体的に、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと基準電圧源との接続がいずれもオフにされる状況で、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つ各低電圧測定モジュールを介して対応するセルの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定することに用いられ、制御モジュールはさらに、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと各セルとの接続がいずれもオフにされる状況で、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各低電圧測定モジュールを介して基準電圧源が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定することに用いられ、制御モジュールはさらにそれぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと事前設定基準電圧との差の値を計算し、各低電圧測定モジュールの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得て、且つσ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得て、さらにＵ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とすることに用いられる。

上記実施例において、制御モジュールの１つの具体的な制御方式を提供する。

いくつかの実施例において、電圧測定回路は高電圧測定モジュールをさらに含み、高電圧測定モジュールの両端は電池の両端に接続され、制御モジュールはさらに高電圧測定モジュールに接続され、高電圧測定モジュールは、電池が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ、制御モジュールは具体的に、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が高電圧測定モジュールの許容誤差より大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とすることに用いられる。

上記実施例において、低電圧測定モジュールの精度が高すぎて測定値が絶えず変化するようになることを避けるために、測定回路にはさらに精度が低い高電圧測定モジュールが設置されて、電池が出力する電圧を直接測定することに用いられ、且つ高電圧測定モジュールで測定された電圧Ｖ_{ｔｏｔａｌ}とＵ_ｓｕｍとの差の絶対値が高電圧測定モジュールの許容誤差よりも大きい場合にのみ、低電圧測定モジュールで測定されたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力する電圧として使用する。

いくつかの実施例において、制御モジュールはさらに具体的に、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得ることに用いられ、但し、σ_allow は各低電圧測定モジュールの設定許容誤差である。

上記実施例において、Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正する１つの具体的な実施方式を提供する。

いくつかの実施例において、σ_allowは第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、第１許容誤差は各低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は高電圧測定モジュールの最大許容誤差である。

上記実施例において、低電圧測定モジュールの設定許容誤差σ_{ａｌｌｏｗ}は、具体的には、低電圧測定モジュールの最大許容誤差と、高電圧測定モジュールの最大許容誤差が各低電圧測定モジュールに分配された第２許容誤差とのうちの小さいほうの誤差であり、これにより誤差がσ_{ａｌｌｏｗ}を満たす場合、低電圧測定モジュール及び高電圧測定モジュールの誤差の要件を同時に満たすことができる。

いくつかの実施例において、制御モジュールはさらに基準電圧源に接続され、制御モジュールはさらに、事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定することに用いられる。

上記実施例において、事前設定基準電圧をＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎの平均値に設定することで、事前設定基準電圧を各セルの電圧が位置する範囲に近づけることができ、各低電圧測定機器の調整幅を減少させ、調整にかかる時間も短縮する。

第２態様によれば、本願実施例は、上記いずれかの電圧測定回路における制御モジュールによる電圧測定方法であって、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップを含む、電圧測定方法を提供する。

いくつかの実施例において、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップは、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと基準電圧源との接続がいずれもオフにされる状況で、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つ各低電圧測定モジュールを介して対応するセルの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定するステップを含み、方法はさらに、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと各セルとの接続がいずれもオフにされる状況で、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各低電圧測定モジュールを介して基準電圧源が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定するステップと、それぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと基準電圧源が出力した事前設定基準電圧との差の値を計算し、各低電圧測定モジュールの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得るステップと、σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップと、を含む。

いくつかの実施例において、電圧測定回路は高電圧測定モジュールをさらに含み、高電圧測定モジュールの両端は電池の両端に接続され、制御モジュールはさらに高電圧測定モジュールに接続され、高電圧測定モジュールは電池が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップは、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が高電圧測定モジュールの許容誤差よりも大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された電池が出力する電圧とするステップを含む。

いくつかの実施例において、σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップは、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、を含み、但し、σ_allowは各低電圧測定モジュールの設定許容誤差である。

いくつかの実施例において、σ_allowは第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、第１許容誤差は各低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は高電圧測定モジュールの最大許容誤差である。

いくつかの実施例において、制御モジュールはさらに基準電圧源に接続され、制御モジュールはさらに、事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定することに用いられる。

第３態様によれば、本願実施例は上記実施形態における電圧測定回路を含む回路基板を提供する。

第４形態によれば、本願実施例は、少なくとも１つのプロセッサと、少なくとも１つのプロセッサに通信接続されるメモリと、を含み、メモリには少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶され、コマンドは少なくとも１つのプロセッサによって実行されることにより、少なくとも１つのプロセッサは上記電圧測定方法を実行することができる制御モジュールを提供する。

上記説明は本願の技術的解決手段の概要に過ぎず、本願の技術的解決手段をより明確に理解するために、明細書の内容に従って実施することができ、且つ本願の上記及び他の目的、特徴及び利点をより明確に理解できるようにするために、以下に本願の具体的な実施形態を挙げる。

本願の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に本願の実施例に必要な図面を簡単に説明し、理解すべきことは、以下に示された図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、図面に基づいて他の図面をさらに取得することができる。

本願の一実施例に係る電圧測定回路の回路概略図１である。 本願の一実施例に係る電圧測定回路の回路概略図２である。 本願の一実施例に係る電圧測定回路の回路概略図３である。 本願の一実施例に係る電圧測定方法のフローチャートである。 本願の一実施例に係る制御モジュールのブロック概略図である。

図面において、図面は実際の比率に従って描かれたものではない。

以下に図面及び実施例を参照しながら本願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明及び図面は本願の原理を例示的に説明するために用いられるが、本願の範囲を限定するものではなく、本願は記載された実施例に限定されない。

本願の記載において説明すべきことは、別途説明されない限り、「複数」は、２つ以上という意味であり、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語が指示する方位又は位置関係は、本願の説明を容易にして、説明を簡略化するものであるに過ぎず、対象の装置や要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成され及び操作されるべきであることを示す又は暗示するものではなく、従って本願を限定するものと理解すべきではない。さらに、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、説明する目的で用いられるに過ぎず、相対的な重要性を示す又は暗示するものと理解すべきではない。「垂直」は、厳密な意味での垂直ではなく、誤差の許容範囲内にあるものである。「平行」は、厳密な意味での平行ではなく、誤差の許容範囲内にあるものである。

以下の説明に出現する方位表現はいずれも図に示す方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。本願の記載においてさらに説明すべきことは、別途明確に規定及び限定されない限り、「取り付ける」、「つながっている」、「接続」という用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体接続であってもよい。直接つながっていてもよく、中間媒体を介して間接的につながっていてもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。

本願の実施例の記載における「及び／又は」という用語は、単に関連対象の関連関係を説明しているに過ぎず、３種類の関係が存在可能であることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在する、ＡとＢが同時に存在する、Ｂが単独で存在する、という３つの状況を示すことができる。なお、本明細書において記号「／」は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。

電圧測定分野において、技術者は一般的にマルチメータ、電圧測定器等の機器を用いて電圧を測定するが、これらの従来の測定器は測定範囲と精度を両立することができず、広範囲の電圧を測定しようとすると、測定精度を低下させるしかなく、測定精度を向上させようとすると、狭い範囲の電圧を測定するしかない。広範囲の電圧に対して高精度の測定を行うという課題を早急に解決する必要がある。

新エネルギー産業の急速な発展に伴って、電池システムをエネルギー貯蔵及び放出のためのデバイスとして使用することがますます一般的になり、その中でも電池電圧は、電池システムの最も基本的な監視パラメータの一つである。電池電圧は高電圧故障診断、リレー診断、充放電管理及び電池安全早期警報などの分野で用いられる。これらの機能の実現には正確で信頼できる電圧測定値が欠かせないが、現在、電圧測定値の精度の変化に対して必要とされる持続的な監視及び修正が不足しており、信頼性は低い。

例えば、新エネルギー自動車に使用される電池は、一般的に複数のセルを直並列接続して構成され、通常は電池の電圧が高いため、測定範囲が広い測定機器で測定する必要があるが、測定範囲が広い測定機器は精度が低く、電池電圧の測定精度の要件を満たすことが困難である。

上記問題に基づき、本願は以下の技術的概念を提供する。複数のセルを直列接続して形成された電池に対して、具体的には、測定範囲が狭いが精度が高い複数の低電圧測定モジュールを介して、各セルの電圧をそれぞれ測定し、且つ測定された各セルの電圧に基づき、積算して電池の測定電圧とすることにより、広範囲の電圧測定と高い精度を両立させる。いくつかの実施例においては、さらに、電圧測定モジュールよりも精度が高い基準電圧源を利用して、各低電圧測定モジュールを較正することにより、電圧測定回路の測定精度をさらに保証することができる。いくつかの実施例においては、低電圧測定モジュールの精度が高すぎて測定値が絶えず変化するようになることを避けるために、さらに、測定範囲は広いが精度が低い高電圧測定モジュールを設置して、電池の電圧を直接測定し、且つ低電圧測定モジュールに基づき計算された電池の測定電圧を基準として、高電圧測定モジュールの測定誤差が大きすぎる場合に、高電圧測定モジュールを較正し、高電圧測定モジュールの測定誤差が許容範囲内にある場合は、高電圧測定モジュールの測定結果をそのまま使用してもよい。

本願実施例は、電池が出力する電圧を測定することに用いられる電圧測定回路を提供し、図１を参照すると、電池１は直列接続されるｎ個のセルＣ_１－Ｃ_ｎを含み、ｎは１より大きい整数であり、電圧測定回路は、ｎ個のセルＣ_１－Ｃ_ｎと一対一で対応して設置されるｎ個の低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと、第１スイッチ回路２と、第２スイッチ回路３と、基準電圧源４と、制御モジュールと、を含み（制御モジュールは図示されない）、基準電圧源４は事前設定基準電圧を出力することに用いられ、各低電圧測定モジュールの両端は第１スイッチ回路２を介して対応するセルの両端に接続され、各低電圧測定モジュールの両端はさらに第２スイッチ回路３を介して基準電圧源４の両端に接続され、制御モジュールは第１スイッチ回路２及び第２スイッチ回路３におけるスイッチユニットに接続され、制御モジュールはさらに各低電圧測定モジュールに接続される（制御モジュール、及び制御モジュールと各低電圧測定モジュールとの接続は図示されない）。

制御モジュールは、第１スイッチ回路２及び第２スイッチ回路３におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するために用いられる。

以下に本実施形態の電圧測定回路の実現における詳細を具体的に説明するが、以下の内容は理解を容易にするために提供される実現の詳細に過ぎず、本解決手段の実施が必須であることを示すものではない。

低電圧測定モジュールは、測定範囲が狭い電圧センサ、例えば測定範囲が狭い電圧計などであってもよい。

基準電圧源は、プログラム制御可能な高精度の基準電圧源生成モジュールであってもよく、実際のニーズに応じて異なる電圧値の高精度基準電圧を生成することができ、該電圧値はプログラムによって調整することができる。

第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路は、それぞれ複数のスイッチユニットを直列接続及び／又は並列接続して形成された回路であり、スイッチユニットは例えばナイフスイッチ又はリレーである。

具体的には、低電圧測定モジュールは、第１スイッチ回路を介して対応するセルに接続され、低電圧測定モジュールは、さらに第２スイッチ回路を介して基準電圧源に接続され、制御モジュールは、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン及びオフを制御することにより、低電圧測定モジュールで測定するのがセルの電圧であるか、又は基準電圧源の電圧であるかを制御することができる。制御モジュールが低電圧測定モジュールとセルとの接続のみを制御する場合、低電圧測定モジュールが測定するのはセルの電圧であり、制御モジュールが低電圧測定モジュールと基準電圧源との接続のみを制御する場合、低電圧測定モジュールが測定するのは基準電圧源の電圧であり、この場合には基準電圧源の出力電圧及び低電圧測定モジュールが測定した電圧を利用して、低電圧測定モジュールを較正することができる。

本実施例において、低電圧測定モジュールは、測定範囲が狭く、測定精度が高いため、ｎ個の低電圧測定モジュールでそれぞれ電池におけるｎ個のセルの両端の電圧を測定し、且つ測定された電圧を積算して、測定された電池が出力する電圧とすることができ、電圧測定回路の測定範囲を拡大するだけでなく、積算して得られた電圧の測定精度が低電圧測定モジュールの測定精度に近づくことを保証して、広範囲の測定と測定精度を両立させる。また、本願実施例はさらに基準電圧源を利用して、各低電圧測定モジュールを較正し、測定機器が電圧を測定する精度をさらに向上させることができる。

いくつかの実施例において、図１を参照すると、第１スイッチ回路２はｎ＋１個の第１スイッチユニットＳ_０－Ｓ_ｎを含む。

ｎ個の低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個の低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎを直列接続して形成された分岐回路の両端を第１接続可能ノードとし、ｎ個のセルＣ_１－Ｃ_ｎを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個のセルＣ_１－Ｃ_ｎを直列接続して形成された分岐回路の両端を第２接続可能ノードとし、各第１接続可能ノードはそれぞれ第１スイッチユニットを介して対応する第２接続可能ノードに接続される。

ｎ個の低電圧測定モジュールが順に直列接続して形成された１本の分岐回路に、ｎ－１個の接続ノードが形成され、ここでの接続ノードは、分岐回路における接続された任意の２つの低電圧測定モジュールの間に位置する接続線上の１つのノードとみなしてもよい。第１接続可能ノードは、このｎ－１個の接続ノード、及びｎ個の低電圧測定モジュールを直列接続して形成された分岐回路の２つの端点（２つのノードとする）を含み、明らかなように、全部でｎ＋１個の第１接続可能ノードを有する。

ｎ個のセルが順に直列接続して形成された１本の分岐回路に、ｎ－１個の接続ノードが形成され、ここでの接続ノードは、分岐回路における接続された任意の２つのセルの間に位置する接続線上の１つのノードとみなしてもよい。第２接続可能ノードはこのｎ－１個の接続ノード、及びｎ個のセルを直列接続して形成された分岐回路の２つの端点（２つのノードとする）を含み、明らかなように、全部でｎ＋１個の第２接続可能ノードを有する。

いくつかの実施例において、低電圧測定モジュールの両端は２つの第１スイッチユニットを介して対応するセルの両端に接続されてもよく、例えば、Ｖ_１の両端は第１スイッチユニットＳ_０及びＳ_１を介してＣ_１の両端に接続され、Ｖ_２の両端は第１スイッチユニットＳ_１及びＳ_２を介してＣ_２の両端に接続され、以下同様に、Ｖ_ｎの両端は第１スイッチユニットＳ_ｎ－１及びＳ_ｎを介してＣ_ｎの両端に接続される。

制御モジュールは、各第１スイッチユニットをオンに制御することにより、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと対応するセルＣ_１－Ｃ_ｎを接続し、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎに対応するセルＣ_１－Ｃ_ｎの電圧を測定させる。

上記実施例においては、第１スイッチ回路の具体的な回路構造を提供する。

いくつかの実施例においては、図１を参照すると、第２スイッチ回路３はｎ＋２個の第２スイッチユニットＡ_０－Ａ_ｎ＋１を含む。

ｎ個の第２スイッチユニットを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個の第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端を第３接続可能ノードとし、各第１接続可能ノードは、それぞれ第２スイッチユニットを介して対応する第３接続可能ノードに接続され、第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端は、さらに第２スイッチユニットを介して基準電圧源４の両端に接続される。

ｎ個の第２スイッチユニットが順に直列接続して形成された１本の分岐回路に、ｎ－１個の接続ノードが形成される。ここでの接続ノードは、分岐回路における接続された任意の２つの第２スイッチユニットの間に位置する接続線上の１つのノードとみなしてもよい。第３接続可能ノードはこのｎ－１個の接続ノード、及びｎ個の第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の２つの端点（２つのノードとする）を含み、明らかなように、全部でｎ＋１個の第３接続可能ノードを有する。

例えば、制御モジュールは、具体的に、Ａ_１以外の第２スイッチユニットをいずれもオンにし、Ａ_１のみをオフに制御することにより、低電圧測定モジュールＶ_１と基準電圧源４との直列接続回路を形成し、それにより低電圧測定モジュールＶ_１は基準電圧源４の出力電圧を測定し、さらに低電圧測定モジュールＶ_１の測定電圧と基準電圧源４の予め設定された出力電圧とを比較することにより、低電圧測定モジュールＶ_１を較正することができる。同様に、制御モジュールは、Ａ_２以外の第２スイッチユニットをいずれもオンにし、Ａ_２のみをオフに制御することにより、低電圧測定モジュールＶ_２と基準電圧源４との直列接続回路を形成し、低電圧測定モジュールＶ_２を較正することができる。以下同様に、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎをいずれも較正することができ、電圧測定回路が電池電圧を測定する精度を向上させる。

上記実施例においては、第２スイッチ回路の１つの具体的な回路構造を提供する。

いくつかの実施例において、図２を参照すると、第２スイッチ回路は、２ｎ個の第２スイッチユニットＡ_０－Ａ_２ｎ－１を含み、ｎ個の低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの両端は、いずれも第２スイッチユニットを介して基準電圧源４の両端に接続される。

制御モジュールは、具体的に、各第２スイッチユニットをオンにすることにより、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと基準電圧源４との直列接続回路を形成し、それにより低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎは、基準電圧源４の出力電圧を測定し、さらに低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの測定電圧と基準電圧源４の出力電圧とを比較することにより、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎを較正し、電圧測定回路が電池電圧を測定する精度を向上させる。

例えば、制御モジュールは、Ａ_０及びＡ_１をオンにすることにより、低電圧測定モジュールＶ_１と基準電圧源４との直列接続回路を形成することができ、制御モジュールは、Ａ_２及びＡ_３をオンにすることにより、低電圧測定モジュールＶ_２と基準電圧源４との直列接続回路を形成することもできる。以下同様に、制御モジュールは、第２スイッチユニットＡ_０－Ａ_２ｎ－１を同時にオンにすることにより、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと基準電圧源４との直列接続回路を同時に形成することができ、さらに低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎは、基準電圧源４の両端の電圧を同時に測定することができ、すなわち、各低電圧測定モジュールは並行して基準電圧源４の両端の電圧を測定することができる。

上記実施例においては、第２スイッチ回路の別の回路構造を提供し、図１に対応する実施例のように、Ａ_０及びＡ_ｎ＋１をオンにした時に、Ａ_１－Ａ_ｎ以外の全ての第２スイッチユニットを順にオンにして、それにより低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと基準電圧源との直列接続回路を順に形成する必要はなく、本実施例における低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎは、基準電圧源の両端の電圧を同時に測定することができ、各低電圧測定モジュールに対応する誤差値を取得する時間を短縮させる。

いくつかの実施例においては、制御モジュールの１つの具体的な制御方式を提供する。制御モジュールは、第２スイッチ回路３における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと基準電圧源４との接続がいずれもオフにされる状況で、第１スイッチ回路２における各スイッチユニットを制御し、且つ各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎを介して対応するセルＣ_１－Ｃ_ｎの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定することに用いられる。制御モジュールは、さらに、第１スイッチ回路２における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎと各セルＣ_１－Ｃ_ｎとの接続がいずれもオフにされる状況で、第２スイッチ回路３における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎを介して基準電圧源４が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定することに用いられる。制御モジュールは、さらにそれぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと事前設定基準電圧との差の値を計算し、各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得て、且つσ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得て、さらにＵ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池１が出力した電圧とすることに用いられる。

図１の回路を例として説明すると、制御モジュールがＡ_０－Ａ_ｎ＋１をオフにし、且つＳ_０－Ｓ_ｎをオンにした時、低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの測定値Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを記録し、制御モジュールがさらにＳ_０－Ｓ_ｎをオフにし、且つＡ_０及びＡ_ｎ＋１をオンにした時、Ａ_１－Ａ_ｎ以外の全ての第２スイッチユニットを順にオンにし、それにより低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎのそれぞれ測定した基準電圧源４の両端の測定値Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを記録し、さらにそれぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと事前設定基準電圧との差の値を計算し、各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得て、且つσ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得て、さらにＵ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池１が出力した電圧とする。

以下にＵ_１の較正を例として説明すると、制御モジュールがＳ_０及びＳ_１をオンにした時、低電圧測定モジュールＶ_１とセルＣ_１との直列接続回路を形成し、低電圧測定モジュールＶ_１がセルＣ_１を測定した電圧Ｕ_１＝５Ｖが記録され、制御モジュールがＡ_１以外の全ての第２スイッチユニットをオンにした時、低電圧測定モジュールＶ_１と基準電圧源４との直列接続回路を形成し、低電圧測定モジュールＶ_１が基準電圧源４を測定した電圧Ｖ_１＝３Ｖが記録され、基準電圧源４の事前設定基準電圧が２．８Ｖである場合、低電圧測定モジュールＶ_１の誤差σ_ｖ１＝３－２．８＝０．２Ｖであり、低電圧測定モジュールＶ_１の測定値は実際の値より０．２Ｖ大きいと考えられ、σ_ｖ１を利用して低電圧測定モジュールＶ_１が測定したＵ_１を較正し、例えば、Ｕ_１’＝Ｕ_１－σ_ｖ１＝５－０．２＝４．８Ｖとすることができる。

上記実施例においては、制御モジュールの１つの具体的な制御方式を提供し、且つ、低電圧測定モジュールの測定誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを比較的正確に得て、且つ較正する方式によって低電圧測定モジュールの精度の低下を補うことができ、それにより低電圧測定モジュールの全ライフサイクルにおける測定の精度を保証する。

いくつかの実施例において、図３を参照すると、電圧測定回路は高電圧測定モジュール５をさらに含み、高電圧測定モジュール５の両端は電池１の両端に接続され、制御モジュールはさらに高電圧測定モジュール５に接続される。

いくつかの実施例において、高電圧測定モジュール５の一端は、少なくとも１つのスイッチユニットを介して電池１の一端に接続されてもよく、電池１の他端は、高電圧測定モジュール５の他端に接続されてもよく、又は高電圧測定モジュール５の両端は、それぞれ少なくとも１つのスイッチユニットを介して電池１の両端に接続されてもよい。制御モジュールは、スイッチユニットに接続され、スイッチユニットを制御してオン又はオフにすることに用いられる。制御モジュールがスイッチユニットをオンに制御した場合、高電圧測定モジュール５と電池１の測定回路が導通し、高電圧測定モジュール５で電池１の両端の電圧を測定する。

いくつかの実施例において、高電圧測定モジュール５の両端は、それぞれ１つのスイッチユニットを介して電池１の両端に接続されてもよく、制御モジュールはさらにこの２つのスイッチユニットに接続されて、スイッチユニットを制御してオン又はオフにすることに用いられる。制御モジュールが同時にこの２つのスイッチユニットをオンに制御した場合、高電圧測定モジュール５と電池１の測定回路が導通し、高電圧測定モジュール５で電池１の両端の電圧を測定する。

高電圧測定モジュール５は、電池１が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ；制御モジュールは、具体的に、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が高電圧測定モジュール５の許容誤差より大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された電池１が出力した電圧とすることに用いられる。

高電圧測定モジュール５は、測定範囲が広い電圧センサ、例えば測定範囲が広い電圧計などであってもよい。

低電圧測定モジュールは、測定範囲が狭く、測定精度が高いため、例えば低電圧測定モジュールの測定精度が０．０１Ｖで、低電圧測定モジュールの測定値の変化が０．０１Ｖより大きい場合、低電圧測定モジュールが記録する測定値が変化し、これにより、電池１が出力する電圧を電圧測定回路が測定した値が絶えず上下に変化し、出力の測定値が安定しない可能性がある。

本実施例は、測定精度が低い高電圧測定モジュール５を設置することにより、高電圧測定モジュール５により電池１の両端の電圧Ｖ_{ｔｏｔａｌ}を直接測定し、さらに低電圧測定モジュールを介して測定し且つ計算されたＵ_ｓｕｍを取得して、高電圧測定モジュール５で測定された電圧とＵ_ｓｕｍとを比較し、両者の差の値の絶対値が大きすぎる場合、具体的には、高電圧測定モジュール５の許容誤差よりも大きい場合、この場合には高電圧測定モジュール５の測定精度が電池１の電圧を測定する測定精度を達成するのは困難であり、Ｕ_ｓｕｍに基づいて高電圧測定モジュール５の測定値を較正する必要があるとみなして、具体的には、Ｕ_ｓｕｍを、高電圧測定モジュール５の測定値とする。

上記実施例において、低電圧測定モジュールの精度が高すぎて、電圧測定回路による電池の測定値が絶えず変化するようになることを避けるために、測定回路にはさらに精度が低い高電圧測定モジュールが設置されて、電池が出力する電圧を直接測定することに用いられ、且つ高電圧測定モジュールで測定された電圧Ｖ_{ｔｏｔａｌ}とＵ_ｓｕｍとの差の絶対値が高電圧測定モジュールの許容誤差よりも大きい場合にのみ、低電圧測定モジュールで測定されたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力する電圧として使用する。上記実施例は、高電圧測定モジュールの測定誤差｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜を比較的正確に得て、且つ較正することで高精度の高電圧測定値を得ることができ、高精度の高電圧測定値は、より正確な高電圧故障診断、リレー診断、充放電管理及び電池安全早期警報などの実行に役立つ。

いくつかの実施例においては、Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正する１つの具体的な実施形態を提供する。制御モジュールは、さらに具体的に、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得ることに用いられ、但し、σ_allow は各低電圧測定モジュールＶ_１－Ｖ_ｎの設定許容誤差である。

制御モジュールは、低電圧測定モジュールの測定誤差が大きすぎる場合、具体的には｜σ_vN｜＞σ_allowである場合、Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正してもよく、ここでは二つの状況に分けられ、一つはσ_vN≧0である場合、低電圧測定モジュールの測定値は実際の値に比較して大きすぎるとみなされて、この場合には測定値と実際値との差の値を減算することにより、すなわちＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜によりＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、もう一つはσ_vN＜0である場合、低電圧測定モジュールの測定値は実際値に比較して小さすぎるとみなされて、この場合には測定値と実際値との差の値を加えることにより、すなわちＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜によりＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得る。

低電圧測定モジュールの測定誤差が許容範囲内にある場合、具体的には｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、制御モジュールはそのままＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎとして、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得て、これはＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正しないことを意味する。

以下にＵ_１の較正を例として説明すると、σ_ｖ１＝０．２Ｖ、σ_allow＝０．１Ｖであれば、この時にσ_ｖ１＞σ_allowであり、Ｕ_１を較正する必要があり、σ_ｖ１＝０．２Ｖ＞０であるため、Ｕ_１’＝Ｕ_１－σ_ｖ１＝Ｕ_１－０．２Ｖである。

いくつかの実施例において、σ_allowは第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、第１許容誤差は各低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は高電圧測定モジュールの最大許容誤差である。

上記実施例において、低電圧測定モジュールの設定許容誤差σ_{ａｌｌｏｗ}は、具体的には、低電圧測定モジュールの最大許容誤差と、高電圧測定モジュールの最大許容誤差が各低電圧測定モジュールに分配された第２許容誤差とのうちの小さいほうの誤差であり、これにより誤差がσ_{ａｌｌｏｗ}を満たす場合、低電圧測定モジュール及び高電圧測定モジュールの誤差の要件を同時に満たすことができる。

いくつかの実施例において、制御モジュールは、さらに基準電圧源４に接続され、制御モジュールには、さらに事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定してもよい。

別のいくつかの実施例において、当業者は実際の必要に応じて、事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦを設定してもよい。

上記実施例においては、事前設定基準電圧をＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎの平均値に設定し、事前設定基準電圧を各セルの電圧が位置する範囲に近づけることができ、各低電圧測定機器の調整幅を減少させ、調整にかかる時間も短縮する。

本願実施例は電圧測定方法を提供し、上記いずれかの実施例の電圧測定回路における制御モジュールに基づき、電圧測定回路に含まれる部材と各モジュールとの間の接続関係などは、上記電圧測定回路に対応する実施例を参照することができる。

電圧測定方法は、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップを含む。

いくつかの実施例において、第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップは、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと基準電圧源との接続がいずれもオフにされる状況で、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つ各低電圧測定モジュールを介して対応するセルの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定するステップを含み、方法はさらに、第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各低電圧測定モジュールと各セルとの接続がいずれもオフにされる状況で、第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各低電圧測定モジュールを介して基準電圧源が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定するステップと、それぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと基準電圧源が出力した事前設定基準電圧との差の値を計算し、各低電圧測定モジュールの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得るステップと、σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップと、を含む。

いくつかの実施例において、電圧測定回路は、高電圧測定モジュールをさらに含み、高電圧測定モジュールの両端は、電池の両端に接続され、制御モジュールは、さらに高電圧測定モジュールに接続され、高電圧測定モジュールは、電池が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップは、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が高電圧測定モジュールの許容誤差よりも大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された電池が出力する電圧とするステップを含む。

いくつかの実施例においては、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、を含み、但し、σ_allow は各低電圧測定モジュールの設定許容誤差である。

いくつかの実施例において、σ_allowは第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、第１許容誤差は各低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は高電圧測定モジュールの最大許容誤差である。

いくつかの実施例において、制御モジュールは、さらに基準電圧源に接続され、制御モジュールは、さらに、事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定することに用いられる。

いくつかの実施例において、図３の回路概略図に基づき、図４の電圧測定方法のフローチャートを参照する。

ステップ１０１では、Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、……、Ｓ_ｎ－２、Ｓ_ｎ－１、Ｓ_ｎを閉じ、Ａ_０、Ａ_１、Ａ_２、……、Ａ_ｎ－１、Ａ_ｎ、Ａ_ｎ＋１をオフにして、セルＣ_１、Ｃ_２、……、Ｃ_ｎ－１、Ｃ_ｎの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、……Ｕ_ｎ－１、Ｕ_ｎを測定する。

ステップ１０２では、基準電圧源の事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦをＵ_１、Ｕ_２、……、Ｕ_ｎ－１、Ｕ_ｎの平均値に設定し、すなわちＶ_ＲＥＦ＝（Ｕ_１＋Ｕ_２＋……＋Ｕ_ｎ－１＋Ｕ_ｎ）／ｎである。

ステップ１０３では、Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_２、……、Ｓ_ｎ－２、Ｓ_ｎ－１、Ｓ_ｎをオフにし、Ａ_０、Ａ_１、…、Ａ_ｘ－１、Ａ_ｘ＋１、…、Ａ_ｎ、Ａ_ｎ＋１を閉じて、Ａ_ｘを用いて事前設定基準電圧を測定し、Ｖ_{ＲＥＦＡｘ}と記す。

これにおいて、Ａ_０、Ａ_１、…、Ａ_ｘ－１、Ａ_ｘ＋１、…、Ａ_ｎ、Ａ_ｎ＋１を閉じ、すなわち、Ａ_ｘ以外の全てのＡ番号スイッチを閉じ、ｘの範囲は１～ｎであり、これによりＶ_{ＲＥＦＡ１}、Ｖ_{ＲＥＦＡ２}、……、Ｖ_{ＲＥＦＡｎ－１}、Ｖ_{ＲＥＦＡｎ}を測定することができる。

ステップ１０４では、Ｖ_{ＲＥＦＡｘ}－Ｖ_ＲＥＦを計算して、低電圧測定モジュールＶ_１、Ｖ_２、……、Ｖ_ｎ－１、Ｖ_ｎの絶対誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得る。

σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎは正であってもよく、負であってもよく、０であってもよい。

ステップ１０５では、高電圧測定モジュールの測定値Ｖ_{ｔｏｔａｌ}の最大許容誤差を絶対値｜σ_{ｖｔｏｔａｌ}｜に設定し、低電圧測定機器Ｖ_１、Ｖ_２、……、Ｖ_ｎ－１、Ｖ_ｎの最大許容誤差を絶対値｜σ_ｖ｜に設定し、｜σ_{ｖｔｏｔａｌ}｜／ｎと｜σ_ｖ｜のうち小さいほうの値を取って、σ_{ａｌｌｏｗ}と記す。

ステップ１０６では、｜σ_ｖｎ｜がσ_{ａｌｌｏｗ}より大きいか否かを判断し、大きい場合、ステップ１０７に進み、そうでなければステップ１０８に進む。

ステップ１０７では、σ_ｖｎが０以上であるか否かを判断し、０以上であれば、ステップ１０９に進み、そうでなければ、ステップ１１０に進む。

ステップ１０８では、低電圧測定モジュールＶ_ｎの測定値は実際の測定値Ｕ_ｎに応じて出力し、σ_ｖｎは更新せず、すなわちＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎ、σ_ｖｎ’＝σ_ｖｎである。

ステップ１０９では、低電圧測定モジュールＶ_ｎの測定値Ｕ_ｎをＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_ｖｎ｜、σ_ｖｎ’＝－σ_{ａｌｌｏｗ}に修正する。

ステップ１１０では、低電圧測定モジュールＶ_ｎの測定値Ｕ_ｎをＵ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_ｖｎ｜、σ_ｖｎ’＝σ_{ａｌｌｏｗ}に修正する。

ステップ１１１では、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算してＵ_ｓｕｍを得て、σ_ｖ１’、σ_ｖ２’、…、σ_ｖｎ’を積算して、Ｕ_ｓｕｍの誤差値σ_ｎを得る。

ステップ１１２では、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が高電圧測定モジュールの許容誤差σ_{ｖｔｏｔａｌ}より大きいか否かを判断し、大きい場合、ステップ１１３に進み、そうでなければ、ステップ１１４に進む。

ステップ１１３では、Ｖ_{ｔｏｔａｌ}をＵ_ｓｕｍに修正し、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜をσ_ｎに更新して出力し、すなわちＶ’_{ｔｏｔａｌ}＝Ｕ_ｓｕｍ、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜’＝σ_ｎである。

ステップ１１４では、高電圧測定モジュールの実際の測定値Ｖ_{ｔｏｔａｌ}に応じて出力し、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜は変わらず、即ちＶ’_{ｔｏｔａｌ}＝Ｖ_{ｔｏｔａｌ}、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜’＝｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜である。

本願実施例は、上記実施形態における電圧測定回路を含む回路基板を提供する。

本願実施例は、制御モジュールを提供し、図５を参照すると、少なくとも１つのプロセッサ２０１と、少なくとも１つのプロセッサ２０１に通信接続されるメモリ２０２と、を含み、メモリ２０２には少なくとも１つのプロセッサ２０１によって実行可能なコマンドが記憶され、コマンドは少なくとも１つのプロセッサ２０１によって実行されることにより、少なくとも１つのプロセッサ２０１は上記電圧測定方法を実行することができる。

メモリ及びプロセッサはバス方式で接続され、バスは任意の数の相互接続されたバス及びブリッジを含み、バスは１つ又は複数のプロセッサ及びメモリの様々な回路を一体に接続することができる。バスはさらに、周辺機器、電圧レギュレータ、及び電力管理回路などの他の様々な回路を一体に接続してもよく、これらは本分野でよく知られており、よって、本明細書でさらに説明することはしない。バスインタフェースは、バスと送受信機との間のインタフェースを提供する。送受信機は１つのコンポーネントであってもよく、複数のコンポーネント、例えば複数の受信機及び送信機であってもよく、伝送媒体上で他の様々な装置と通信するためのユニットを提供する。プロセッサによって処理されたデータはアンテナを介して無線媒体で伝送され、さらに、アンテナはデータを受信し且つデータをプロセッサに伝送する。

プロセッサは、バス及び通常の処理の管理を担当し、さらにタイマー、周辺機器インタフェース、電圧調整、電源管理、及び他の制御機能を含む様々な機能を提供することができる。メモリは、プロセッサが動作を実行する時に使用するデータを記憶するために用いられる。

最後に説明すべき点は以下のとおりである。以上の各実施例は本願の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではない。前述の実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者は以下のことを理解すべきである。それは依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段を修正し、又はそのうち一部又は全部の技術的特徴を等価置換することができ、これらの修正又は置換は、対応する技術的解決手段の実質を本願の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱させるものではなく、それらはいずれも本願の特許請求の範囲及び明細書の範囲に包含されるべきである。特に、各実施例で言及した各技術的特徴は、構造的な矛盾がない限り、いずれも任意の方法で組み合わせることができる。本願は、本明細書に開示された特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲に含まれる全ての技術的解決手段を含む。

１ 電池
２ 第１スイッチ回路
３ 第２スイッチ回路
４ 基準電圧源
５ 高電圧測定モジュール
Ｃ_１－Ｃ_ｎ セル
Ｖ_１－Ｖ_ｎ 低電圧測定モジュール
Ｓ_０－Ｓ_ｎ 第１スイッチユニット
Ａ_０－Ａ_ｎ＋１／Ａ_０－Ａ_２ｎ－１ 第２スイッチユニット

Claims (17)

1. 電池が出力する電圧を測定することに用いられる電圧測定回路であって、前記電池は直列接続されるｎ個のセルを含み、ｎは１より大きい整数であり、
   前記電圧測定回路は、前記ｎ個のセルに一対一で対応して設置されるｎ個の低電圧測定モジュールと、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、基準電圧源と、制御モジュールと、を含み、前記基準電圧源は、事前設定基準電圧Ｖ _ＲＥＦ を出力することに用いられ、
   各前記低電圧測定モジュールの両端は、前記第１スイッチ回路を介して対応する前記セルの両端に接続され、各前記低電圧測定モジュールの両端は、さらに前記第２スイッチ回路を介して前記基準電圧源の両端に接続され、前記制御モジュールは、前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路におけるスイッチユニットに接続され、前記制御モジュールは、さらに各前記低電圧測定モジュールに接続され、
   前記制御モジュールは、前記スイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各前記低電圧測定モジュールが測定した各前記セルの電圧を取得することに用いられ、
   前記第２スイッチ回路は、２ｎ個の第２スイッチユニットを含み、
   前記ｎ個の低電圧測定モジュールの両端は、いずれも第２スイッチユニットを介して前記基準電圧源の両端に接続される、電圧測定回路。
2. 電池が出力する電圧を測定することに用いられる電圧測定回路であって、前記電池は直列接続されるｎ個のセルを含み、ｎは１より大きい整数であり、
   前記電圧測定回路は、前記ｎ個のセルに一対一で対応して設置されるｎ個の低電圧測定モジュールと、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、基準電圧源と、制御モジュールと、を含み、前記基準電圧源は、事前設定基準電圧Ｖ _ＲＥＦ を出力することに用いられ、
   各前記低電圧測定モジュールの両端は、前記第１スイッチ回路を介して対応する前記セルの両端に接続され、各前記低電圧測定モジュールの両端は、さらに前記第２スイッチ回路を介して前記基準電圧源の両端に接続され、前記制御モジュールは、前記第１スイッチ回路及び前記第２スイッチ回路におけるスイッチユニットに接続され、前記制御モジュールは、さらに各前記低電圧測定モジュールに接続され、
   前記制御モジュールは、前記スイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各前記低電圧測定モジュールが測定した各前記セルの電圧を取得することに用いられ、
   前記第１スイッチ回路は、ｎ＋１個の第１スイッチユニットを含み、
   前記ｎ個の低電圧測定モジュールを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及び前記ｎ個の低電圧測定モジュールを直列接続して形成された分岐回路の両端を第１接続可能ノードとし、前記ｎ個のセルを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及び前記ｎ個のセルを直列接続して形成された分岐回路の両端を第２接続可能ノードとし、各前記第１接続可能ノードは、それぞれ前記第１スイッチユニットを介して対応する前記第２接続可能ノードに接続される、電圧測定回路。
3. 前記第２スイッチ回路は、ｎ＋２個の第２スイッチユニットを含み、
   ｎ個の前記第２スイッチユニットを直列接続して形成されたｎ－１個の接続ノード及びｎ個の前記第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端を第３接続可能ノードとし、各前記第１接続可能ノードは、それぞれ前記第２スイッチユニットを介して対応する前記第３接続可能ノードに接続され、前記第２スイッチユニットを直列接続して形成された分岐回路の両端は、さらに前記第２スイッチユニットを介して前記基準電圧源の両端に接続される、請求項２に記載の電圧測定回路。
4. 前記第２スイッチ回路は、２ｎ個の第２スイッチユニットを含み、
   前記ｎ個の低電圧測定モジュールの両端は、いずれも第２スイッチユニットを介して前記基準電圧源の両端に接続される、請求項２に記載の電圧測定回路。
5. 前記制御モジュールは、具体的に、前記第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各前記低電圧測定モジュールと前記基準電圧源との接続がいずれもオフにされる状況で、前記第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つ各前記低電圧測定モジュールを介して対応するセルの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定することに用いられ、
   前記制御モジュールは、さらに、前記第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各前記低電圧測定モジュールと各前記セルとの接続がいずれもオフにされる状況で、前記第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各前記低電圧測定モジュールを介して前記基準電圧源が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定することに用いられ、
   前記制御モジュールは、さらにそれぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと前記事前設定基準電圧Ｖ _ＲＥＦ との差の値を計算し、各前記低電圧測定モジュールの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得て、且つσ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得て、さらにＵ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された前記電池が出力した電圧とすることに用いられる、請求項１～４のいずれか一項に記載の電圧測定回路。
6. 高電圧測定モジュールをさらに含み、前記高電圧測定モジュールの両端は、前記電池の両端に接続され、前記制御モジュールは、さらに前記高電圧測定モジュールに接続され、
   前記高電圧測定モジュールは、前記電池が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ、
   前記制御モジュールは、具体的に、｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が前記高電圧測定モジュールの許容誤差より大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された前記電池が出力した電圧とすることに用いられる、請求項５に記載の電圧測定回路。
7. 前記制御モジュールは、さらに具体的に、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得ることに用いられ、
   但し、σ_allow は各前記低電圧測定モジュールの設定許容誤差である、請求項６に記載の電圧測定回路。
8. 前記σ_allow は、第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、前記第１許容誤差は各前記低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、前記第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は前記高電圧測定モジュールの最大許容誤差である、請求項７に記載の電圧測定回路。
9. 前記制御モジュールは、さらに前記基準電圧源に接続され、前記制御モジュールは、さらに、前記事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定することに用いられる、請求項５～８のいずれか一項に記載の電圧測定回路。
10. 請求項１～４のいずれか一項に記載の電圧測定回路における制御モジュールによる電圧測定方法であって、
    第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップを含む、電圧測定方法。
11. 第１スイッチ回路及び第２スイッチ回路におけるスイッチユニットのオン又はオフを制御し、且つ各低電圧測定モジュールが各セルを測定した電圧を取得するステップは、
    前記第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各前記低電圧測定モジュールと基準電圧源との接続がいずれもオフにされる状況で、前記第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つ各前記低電圧測定モジュールを介して対応するセルの電圧Ｕ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを測定するステップを含み、
    さらに、
    前記第１スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、各前記低電圧測定モジュールと各前記セルとの接続がいずれもオフにされる状況で、前記第２スイッチ回路における各スイッチユニットを制御し、且つそれぞれ各前記低電圧測定モジュールを介して前記基準電圧源が出力する電圧Ｖ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎを測定するステップと、
    それぞれＶ_１、Ｖ_２、…、Ｖ_ｎと前記基準電圧源が出力した事前設定基準電圧との差の値を計算し、各前記低電圧測定モジュールの誤差σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎを得るステップと、
    σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、
    Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップと、を含む、請求項１０に記載の電圧測定方法。
12. 前記電圧測定回路は、高電圧測定モジュールをさらに含み、前記高電圧測定モジュールの両端は、前記電池の両端に接続され、前記制御モジュールは、さらに前記高電圧測定モジュールに接続され、前記高電圧測定モジュールは、前記電池が出力した電圧を測定してＶ_{ｔｏｔａｌ}を得ることに用いられ、
    前記Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を積算して得られたＵ_ｓｕｍを、測定された電池が出力した電圧とするステップは、
    ｜Ｖ_total－Ｕ_sum｜が前記高電圧測定モジュールの許容誤差よりも大きい場合、Ｕ_ｓｕｍを、測定された前記電池が出力する電圧とするステップを含む、請求項１１に記載の電圧測定方法。
13. σ_ｖ１、σ_ｖ２、…、σ_ｖｎに基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正し、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得る前記ステップは、
    ｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN≧0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ－｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、
    ｜σ_vN｜＞σ_allowであり、且つσ_vN＜0である場合、公式Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎ＋｜σ_vN｜に基づいてＵ_１、Ｕ_２、…、Ｕ_ｎを較正するステップと、
    ｜σ_vN｜≦σ_allowである場合、Ｕ_ｎ’＝Ｕ_ｎであることから、Ｕ_１’、Ｕ_２’、…、Ｕ_ｎ’を得るステップと、を含み、
    但し、σ_allow は各前記低電圧測定モジュールの設定許容誤差である、請求項１２に記載の電圧測定方法。
14. 前記σ_allow は、第１許容誤差と第２許容誤差のうち小さいほうの値であり、但し、前記第１許容誤差は各前記低電圧測定モジュールの最大許容誤差であり、前記第２許容誤差は｜σ_vtotal｜／Ｎであり、｜σ_vtotal｜は前記高電圧測定モジュールの最大許容誤差である、請求項１３に記載の電圧測定方法。
15. 前記制御モジュールは、さらに前記基準電圧源に接続され、前記制御モジュールは、さらに、前記事前設定基準電圧Ｖ_ＲＥＦ＝（Ｖ_１＋Ｖ_２＋…＋Ｖ_ｎ）／ｎを設定することに用いられる、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の電圧測定方法。
16. 請求項１～９のいずれか一項に記載の電圧測定回路を含む回路基板。
17. 少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサと通信接続されたメモリを含み、
    前記メモリには前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶され、前記コマンドは前記少なくとも１つのプロセッサによって実行され、それにより前記少なくとも１つのプロセッサは請求項１０～１５のいずれか一項に記載の電圧測定方法を実行することができる制御モジュール。