JPH11160371A - 組み電池の電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各電池モジュ−ルが負担する差動型電圧検出回
路によるモジュ−ル電圧検出のための入力信号電流の低
減と、差動型電圧検出回路内の各素子の低耐圧化を図り
つつ高精度の電池電圧の検出を実現した組み電池の電圧
検出装置を提供すること。 【解決手段】組み電池１９は互いに縦続接続される多数
の電池モジュ−ル１０１〜１２０に区分され、各モジュ
−ル電圧Ｖ１〜Ｖ２１はそれぞれ差動型電圧検出回路で
検出された後、Ａ／Ｄ変換回路に送られる。互いに隣接
する複数の電池モジュ−ルのモジュ−ル電圧を検出する
複数の差動型電圧検出回路により電圧検出ブロックが構
成される。同一の電圧検出ブロック内の各差動型電圧検
出回路２０１〜２０５の入力側抵抗回路網の一端には、
共通の基準電位Ｖ４が印加され、基準電位は各電圧検出
ブロックごとに異なる値とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組み電池の電圧検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−６４３７７号公報は、縦続接
続形式の多数の単電池からなる組み電池を構成する複数
のモジュ−ルのモジュ−ル電圧を個別に検出し、また、
組み電池の電流を検出し、組み電池の充電制御を各モジ
ュ−ル（連続して縦続接続された複数の単電池で構成さ
れる）ごとに行うことを提案している。

【０００３】電気自動車などに搭載される組み電池の残
存容量検出では、その総電圧と電流とから推定した開放
端子電圧に基づいて行うことが一般的であるが、電気自
動車の組み電池では数百の単電池を縦続接続して組み電
池して高圧化することにより配線抵抗損失の低減を図る
のが通常である。上述したように多数の単電池を縦続接
続した電気自動車の走行電力発生用の組み電池では、電
力消費の低減及び回路構成の簡素化を図りつつ総電圧を
高精度に検出することが要求されているが、それは容易
ではなかった。更に説明すると、たとえば電圧検出回路
の電圧検出精度が０．１％とし、総電圧が３００Ｖであ
れば０．３Ｖの誤差が生じることになるが、単電池の端
子電圧が１．２Ｖ程度であるので、総電圧により単電池
の不良などをチェックしたり、充電状況をチェックする
ことは困難であった。更に、検出された総電圧は、マイ
コン信号処理のためにＡ／Ｄ変換されることが通常であ
るが、Ａ／Ｄ変換回路の分解能が１１ビットとすれば上
記と同様に０．１５Ｖ程度の分解誤差が生じてしまうの
で、高価な高精度Ａ／Ｄ変換回路を採用しなければなら
ず、安価な低分解能のＡ／Ｄ変換回路では必要な検出精
度が得られなかった。また、一挙に高電圧である総電圧
を検出するには高電圧半導体素子を必要とするので、そ
の特製のための費用を支出せねばならない。

【０００４】このため、図５に示すように、組み電池を
複数の電池モジュ−ル１０１〜１２０に分割し、各モジ
ュ−ル電圧を差動型電圧検出回路２０１〜２２０により
個別に検出し、それらを合計して組み電池の総電圧を算
出したり、各電池モジュ−ルの充電状態を把握すること
が従来より提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように各モジュ−ル電圧を多数の差動型電圧検出回路
で個別に検出する場合、以下に説明する問題が発生する
ことがわかった。各差動型電圧検出回路２０１〜２２０
はそれぞれ、オペアンプと、その両入力端電位（仮想接
地電位）を設定するための入力側抵抗回路網と、帰還抵
抗とを少なくとも有するが、この入力側抵抗回路網の低
位端は低位側電源端に接続され、仮想接地電位が所定の
基準電位に設定されている。これにより、各差動型電圧
検出回路２０１〜２２０の信号入力端に流れ込むあるい
は流れ出る電流（以下、入力信号電流という）はこの入
力側抵抗回路網を通じて上記低位側電源端に流れこむあ
るいは流れ出ると考えることができる。

【０００６】このため、各電池モジュ−ル１０１〜１２
０は、それぞれのモジュ−ル電圧を検出するための各差
動型電圧検出回路２０１〜２２０に消費電流を供給する
ことになる。従来は、この低位側電源端すなわちオペア
ンプの入力端仮想接地電位を組み電池１００の低位側電
源端に単一設定しているために、各電池モジュ−ル１０
１〜１２０のうち、各電池モジュ−ルが負担する各入力
信号電流の大きさが大きく異なり、それにより計測誤差
や電池消耗のばらつきが生じる不具合が存在することが
わかった。

【０００７】以下、図５を参照して更に詳しく説明す
る。最高位の差動型電圧検出回路２０１の負入力端には
電池モジュ−ル１０１の高位端から入力信号電流を給電
され、この電流は差動型電圧検出回路２０１に入力側抵
抗回路網を通じて組み電池１００の低位側電源端まで流
れる。結局、差動型電圧検出回路２０１の負入力端は、
各電池モジュ−ル１０１〜１２０の全てから給電される
ことになる。なお、差動型電圧検出回路２０１の正入力
端に接続される入力側抵抗回路網についても同じことが
言える。

【０００８】次の差動型電圧検出回路２０２の負入力端
には電池モジュ−ル１０２の高位端から入力信号電流を
給電され、この電流は差動型電圧検出回路２０２に入力
側抵抗回路網を通じて組み電池１００の低位側電源端ま
で流れる。結局、差動型電圧検出回路２０２の負入力端
は、各電池モジュ−ル１０１〜１２０のうち電池モジュ
−ル１０１を除く残りの電池モジュ−ルから給電される
ことになる。

【０００９】以下同様に給電され、最低位の差動型電圧
検出回路２２０の負入力端には電池モジュ−ル１２０の
高位端から入力信号電流を給電され、この電流は差動型
電圧検出回路２２０に入力側抵抗回路網を通じて組み電
池１００の低位側電源端まで流れる。結局、差動型電圧
検出回路２２０の負入力端は、電池モジュ−ル１２０の
みから給電されることになる。

【００１０】上記の結果、最高位の電池モジュ−ル１０
１は差動型電圧検出回路２０１だけの入力信号電流を給
電し、最低位の電池モジュ−ル１２０は各差動型電圧検
出回路２０１〜２２０すべての入力信号電流を負担する
ことがわかる。これら入力信号電流と各電池モジュ−ル
の内部抵抗との積は、その電池モジュ−ルの内部電圧効
果となって電池モジュ−ル１０１〜１２０のモジュ−ル
電圧を低下させる。この時、上述した作用により一部の
電池モジュ−ル（たとえば電池モジュ−ル１２０やその
近傍の電池モジュ−ル）は多くの差動型電圧検出回路の
入力信号電流を負担するために、そのモジュ−ル電圧の
低下が顕著となり、電力消費も大きくなる。

【００１１】また、高位側の差動型電圧検出回路の入力
側抵抗回路網には高電圧が印加されるのでその電力消費
が増大する。それを抑止するために入力側抵抗回路網の
抵抗値を高く設定すると熱抵抗雑音の増大や周波数特性
の低下などの問題が生じる。更に、従来では差動型電圧
検出回路の入力側抵抗回路網の抵抗の高耐圧化を行う必
要もあった。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、各電池モジュ−ルが負担する差動型電圧検出回路
によるモジュ−ル電圧検出のための入力信号電流の低減
と、差動型電圧検出回路内の各素子の低耐圧化を図りつ
つ高精度の電池電圧の検出を実現した組み電池の電圧検
出装置を提供することをその解決すべき課題としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明の組み電池の電圧検出装置によれば、高圧の組み電池
は、互いに縦続接続される多数の電池モジュ−ルに区分
され、各モジュ−ル電圧はそれぞれ差動型電圧検出回路
で検出された後、Ａ／Ｄ変換回路に送られる。本構成で
は特に、互いに隣接する複数の電池モジュ−ルのモジュ
−ル電圧を検出する複数の差動型電圧検出回路により電
圧検出ブロックが構成される。

【００１４】更に、同一の電圧検出ブロック内の各差動
型電圧検出回路の入力側抵抗回路網の一端には、共通の
基準電位が印加され、基準電位は各電圧検出ブロックご
とに異なる値とされる。このようにすれば、各電池モジ
ュ−ルが負担する差動型電圧検出回路によるモジュ−ル
電圧検出のための入力信号電流の低減、それによる電池
モジュ−ルの電力消費の低減及び電池モジュ−ル間の電
力消費のばらつきの低減、差動型電圧検出回路内の各素
子の低耐圧化、電池電圧の高精度の検出を実現すること
ができる。また、従来の電池モジュ−ル分散検出方式と
同じく、差動型電圧検出回路及びＡ／Ｄ変換回路に高精
度を必要としない安価な量産品を用いることができると
いう利点もある。

【００１５】請求項２記載の構成によれば、請求項１記
載の組み電池の電圧検出装置において更に、電圧検出ブ
ロック内の共通の基準電位をもつ全ての差動型電圧検出
回路の出力電圧を、同一のＡ／Ｄ変換回路に順次入力を
切り替えて共用する。すなわち、各差動型電圧検出回路
の基準電位が等しいので、単一のＡ／Ｄ変換回路を共用
使用するのが容易となる。

【００１６】請求項３記載の請求項２記載の組み電池の
電圧検出装置において更に、各Ａ／Ｄ変換回路の出力信
号は、所定の低電源電圧で駆動されるデジタル信号処理
回路へフォトカプラ素子を通じて出力される。多数の各
Ａ／Ｄ変換回路は高圧であり、しかも互いに異なるＤＣ
電位レベルをもつが、本構成のフォトカプラ素子の採用
により、後段のデジタル信号処理回路（通常はＣＰＵ）
の入力ＤＣレベルの共通化と、低圧化とを実現すること
がができる。

【００１７】請求項４記載の構成によれば請求項１記載
の組み電池の電圧検出装置において更に、電圧検出ブロ
ックは互いに隣接する３個以上の電池モジュ−ルのモジ
ュ−ル電圧をそれぞれ検出する３個以上の前記差動型電
圧検出回路からなり、基準電位は、互いに隣接する３個
以上の電池モジュ−ルの最高電位より低く、その最低電
位より高い中間電位に設定される。

【００１８】このようにすれば、各電池モジュ−ル間の
上記入力消費電流の大きさ及びそのアンバランスの一層
の低減を実現することができるので、請求項１記載の作
用効果の一層の向上を図ることができる。請求項５記載
の構成によれば請求項４記載の組み電池の電圧検出装置
において更に、基準電位は、同一の前記電圧検出ブロッ
ク内の各電池モジュ−ルの各端子電圧のうち、最も中間
電位に近い電位に設定される。

【００１９】このようにすれば、基準電位発生回路を省
略することができ、回路構成を簡素化することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な態様を以下
の実施例により詳細に説明する。ただし、本発明は下記
の実施例の構成に限定されるものではなく、置換可能な
公知回路を用いて構成できることは当然である。

【００２１】

【実施例】本発明の組み電池の電圧検出装置の一実施例
を図１、図２を参照して説明する。図１は、組み電池１
９の各モジュ−ル電圧をデジタル信号に変換する組み電
池の電圧検出装置を示すブロック図であり、組み電池１
９、差動型電圧検出回路２０１〜２２０、Ａ／Ｄ変換回
路５〜８、フォトカプラ素子２０ａが図示されている。
図２は図１のこの電圧検出装置を用いた電池モニタ装置
の一実施例を示すブロック図である。

【００２２】１は電池の充放電を制御するＣＰＵ、２は
デマルチプレクサからなるクロック信号分配用のセレク
タ回路（以下、クロック信号セレクタ回路ともいう）、
３はデマルチプレクサからなる制御信号分配用のセレク
タ回路（以下、制御信号セレクタ回路ともいう）、４は
マルチプレクサからなるデジタル信号選択用のセレクタ
回路（以下、デ−タセレクタ回路ともいう）、５〜１０
はＡ／Ｄ変換回路、２０１〜２２０及び１３は差動型電
圧検出回路、１４はアナログ増幅回路、１５は電流セン
サ、１０１〜１２０は組み電池１９の各電池モジュ−ル
（単にモジュ−ルともいう）である。ただし、図２にお
いて、電池モジュ−ル１０６〜１２０、差動型電圧検出
回路２０６〜２２０、Ａ／Ｄ変換回路６〜８は図示省略
されている。

【００２３】電池モジュ−ル１０１〜１２０はそれぞれ
１２個の単電池を縦続接続してなる。電池モジュ−ル１
０１は最高位のモジュ−ル電圧をもち、電池モジュ−ル
１２０は最低位のモジュ−ル電圧をもつ。２０は各セレ
クタ回路２〜４と各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０を接続する
シリアル信号線群であり、この実施例では、各信号線は
ＣＰＵ１の保護のためにそれぞれフォトカプラ（たとえ
ば２０ａ）を有している。Ａ／Ｄ変換回路５〜１０はそ
れぞれ５チャンネル入力の切り替え入力型のＡ／Ｄ変換
回路であり、入力される切り替え信号により、各Ａ／Ｄ
変換回路５〜１０は同期してチャンネル切り替えされ
る。

【００２４】図１からわかるように、モジュ−ル１０１
のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０１で所定の
基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変
換回路５でＡ／Ｄ変換される。同様に、モジュ−ル１０
２のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０２で所定
の基準電位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ
変換回路５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０３のモジ
ュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０３で所定の基準電
位１に対する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路
５でＡ／Ｄ変換され、モジュ−ル１０４のモジュ−ル電
圧は差動型電圧検出回路２０４で所定の基準電位１に対
する信号電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／
Ｄ変換され、モジュ−ル１０５のモジュ−ル電圧は差動
型電圧検出回路２０５で所定の基準電位１に対する信号
電圧に変換されてからＡ／Ｄ変換回路５でＡ／Ｄ変換さ
れる。

【００２５】同様に、電池モジュ−ル１０６〜１１０の
モジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２０６〜２１０を
通じてＡ／Ｄ変換回路６に入力され、電池モジュ−ル１
１１〜１１５のモジュ−ル電圧は差動型電圧検出回路２
１１〜２１５を通じてＡ／Ｄ変換回路７に入力され、電
池モジュ−ル１１６〜１２０のモジュ−ル電圧は差動型
電圧検出回路２１６〜２２０を通じてＡ／Ｄ変換回路８
に入力される。

【００２６】また、組み電池１９の総電圧は差動型電圧
検出回路１３で所定の共通接地電位に対する信号電圧に
変換されからＡ／Ｄ変換回路９でＡ／Ｄ変換され、組み
電池１９の電流は増幅回路１４を通じてＡ／Ｄ変換回路
１９でＡ／Ｄ変換される。各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０の
出力は、デ−タセレクタ回路４にて時間順次に選択さ
れ、信号ＳＩＮとしてＣＰＵ１に読み込まれる。

【００２７】Ａ／Ｄ変換回路５〜１０は同期動作シリア
ル出力型のＡ／Ｄ変換回路であって、変換デ−タすなわ
ちシリアルデジタル信号はデジタル信号確定後に入力す
るクロックパルスに同期して出力される。更に説明する
と、Ａ／Ｄ変換回路５は、アナログ信号が入力されるア
ナログ入力端子、シリアル信号であるデジタル信号を出
力するデ−タ出力端子、シリアル信号である制御命令が
入力される制御命令入力端子、及び、同期用のクロック
パルスが入力されるクロックパルス入力端子を有し、読
み込み指令が制御命令入力端子へ入力されると、アナロ
グ信号の読み込みが行われ、その後、次のクロックパル
スの入力により８ビットのシリアルデジタル信号が出力
される。その他のＡ／Ｄ変換回路６〜１０も同じ構造を
有している。

【００２８】この組み電池の電圧検出装置の更に詳細な
動作を以下に説明する。ＣＰＵ１は、クロック信号セレ
クタ回路２へクロックパルスＳＣＬＫ及びＡ／Ｄ変換回
路選択信号ＳＥＬを出力し、制御信号セレクタ回路３へ
読み込み指令などの制御命令信号ＳＯＵＴ及びＡ／Ｄ変
換回路選択信号ＳＥＬを出力し、デ−タセレクタ回路４
へＡ／Ｄ変換回路選択信号ＳＥＬを出力し、デ−タセレ
クタ回路４からシリアルデジタル信号を受け取る。

【００２９】（同時読み込み）ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ変換
回路選択信号ＳＥＬによりＡ／Ｄ変換回路５〜１０の全
てを選択することをクロック信号セレクタ回路２及び制
御信号セレクタ回路３に通知し、これにより制御信号セ
レクタ回路３は読み込み命令をＡ／Ｄ変換回路５〜１０
全てに送信し、クロック信号セレクタ回路２はクロック
パルスＳＣＬＫをＡ／Ｄ変換回路５〜１０全てに送信
し、各Ａ／Ｄ変換回路５〜１０は読み込み命令入力直後
にアナログ信号の読み込みを行い、それを８ビットのデ
ジタル信号に変換して保持する。なお、この時、Ａ／Ｄ
変換回路５〜１０の全てを選択するＡ／Ｄ変換回路選択
信号ＳＥＬはデ−タセレクタ回路４に対してはデ−タセ
レクタ回路４の内部において無効とされる。

【００３０】（順次出力）次に、ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ変
換回路選択信号ＳＥＬによりＡ／Ｄ変換回路５を選択す
ることをセレクタ回路２〜４に通知し、これによりクロ
ック信号セレクタ回路２はクロックパルスＳＣＬＫをＡ
／Ｄ変換回路５にだけ送信し、これによりＡ／Ｄ変換回
路５はクロックパルスＳＣＬＫのエッジに同期してシリ
アルデジタル信号をデ−タセレクタ回路４に出力し、デ
−タセレクタ回路４はＡ／Ｄ変換回路選択信号ＳＥＬに
よりＡ／Ｄ変換回路５を選択しているので、このＡ／Ｄ
変換回路５からのシリアルデジタル信号はＣＰＵ１に送
信される。

【００３１】次に、ＣＰＵ１は、Ａ／Ｄ変換回路選択信
号ＳＥＬによりＡ／Ｄ変換回路６を選択することをセレ
クタ回路２〜４に通知し、その後は上記と同じ動作を行
ってＡ／Ｄ変換回路６のシリアルデジタル信号をＣＰＵ
１へ送信し、以下同様に、各Ａ／Ｄ変換回路７〜１０の
シリアルデジタル信号がＣＰＵ１へ送信される。なお、
上記一連の動作は入力切り替え型のマルチ入力Ａ／Ｄ変
換回路５〜１０の第１の入力チャンネルに対して実行さ
れるが、その後、上記一連の動作が、第２〜第５の各チ
ャンネル入力に対して実施される。

【００３２】次に、組み電池１９の各モジュ−ル電圧を
検出する差動型電圧検出回路２０１〜２２０について、
図１を参照して説明する。この実施例では組み電池１９
を構成する合計２４０個の単電池が互いに縦続接続され
る２０個の電池モジュ−ル１０１〜１２０に区分され、
更に、電池モジュ−ル１０１〜１０５は第１の電圧検出
ブロックを構成し、電池モジュ−ル１０６〜１１０は第
２の電圧検出ブロックを構成し、電池モジュ−ル１１１
〜１１５は第３の電圧検出ブロックを構成し、電池モジ
ュ−ル１１６〜１２０は第４の電圧検出ブロックを構成
している。

【００３３】第１の電圧検出ブロックは、第１の基準電
位である基準電位１をもち、第２の電圧検出ブロックは
第２の基準電位である基準電位２をもち、第３の電圧検
出ブロックは、第３の基準電位である基準電位３をも
ち、第４の電圧検出ブロックは第４の基準電位である基
準電位４を有している。この実施例では、基準電位１は
電池モジュ−ル１０３の低位側端子電圧（電池モジュ−
ル１０４の高位側端子電圧）に設定され、以下同様に、
各基準電位２〜４は、各電圧検出ブロックにおける高電
位側から３番目の電池モジュ−ルの低位側端子電圧（低
位側から２番目の電池モジュ−ルの高位側端子電圧）に
設定されている。

【００３４】すなわち、この実施例では、同一の電圧検
出ブロック内の各差動型電圧検出回路の基準電位（入力
側抵抗回路網の一端に印加される定電位）は等しくさ
れ、また、各電圧検出ブロックには異なる基準電位１〜
４が印加される。更に、各基準電位１〜４は、電圧検出
ブロック内の各電池モジュ−ルの中間電位（最高端子電
圧と最低端子電圧との中間の値にできるだけ近い値）に
設定され、更に、各基準電位１〜４として電池モジュ−
ルの端子電圧を用いている。

【００３５】したがって、この実施例によれば以下の作
用効果を奏することができる。まず、組み電池１９の総
電圧を各電池モジュ−ル１０１〜１２０のモジュ−ル電
圧Ｖ１〜Ｖ２０の合計で算出できるので、各差動型電圧
検出回路２０１〜２２０及びＡ／Ｄ変換回路５〜８は個
数は増大するものの、それらの必要精度、分解能を低減
することができ、安価品を用いて高精度を得ることがで
き、ノイズの影響も低減することができる。

【００３６】次に、この実施例では、各電圧検出ブロッ
クごとに異なる基準電位を与えているので、各差動型電
圧検出回路２０１〜２２０の入力消費電流の循環はこの
基準電位を通じて行われるので、電力消費が少なくな
る。更に、従来のように、組み電池の最高位の電池モジ
ュ−ルが差動型電圧検出回路に給電する入力消費電流に
対して、組み電池の最低位の電池モジュ−ルが差動型電
圧検出回路に給電する入力消費電流が極端に大きくな
り、電池消耗の程度に差が生じたり、それによる内部電
圧降下によりモジュ−ル電圧の計測値に誤差が生じたり
するのが抑止される。

【００３７】更に、差動型電圧検出回路の入力側抵抗回
路網の抵抗器の低耐圧化を図ることができ、回路の製造
が容易となる。図３に差動型電圧検出回路２０１の回路
図を示す。２０１１は入力抵抗ｒ１及び帰還抵抗ｒｆ１
をもつオペアンプであって、電池モジュ−ル１０１の高
電位側の端子電圧Ｖ１と基準電位１（ここでは電池モジ
ュ−ル１０３の低位側端子電圧（電池モジュ−ル１０４
の高位側端子電圧に設定されている）との差（Ｖ４−Ｖ
１）を検出する。

【００３８】同様に、２０１２は入力抵抗ｒ３、ｒ５及
び帰還抵抗ｒｆ２をもつオペアンプであって、電池モジ
ュ−ル１０１の低電位側の端子電圧Ｖ２と差（Ｖ４−Ｖ
１）との和から基準電位１（ここでは電池モジュ−ル１
０３の低位側端子電圧（電池モジュ−ル１０４の高位側
端子電圧に設定されている））を減算することにより、
差Ｖ１−Ｖ２を検出する。

【００３９】オペアンプ２０１１、２０１２の正、負の
電源電圧は、オペアンプの正、負の入力端の電位が仮想
接地電位すなわち、この実施例では基準電位Ｖ４にほぼ
等しくなることから、正の電源電圧ＶＨは基準電位Ｖ４
より所定電圧（ここでは７．３Ｖ）高く設定し、負の電
源電圧ＶＬは基準電位Ｖ４より所定電圧（ここでは４．
７Ｖ）低く設定した電圧を形成すればよい。

【００４０】なお、基準電位Ｖ４はこの電圧検出ブロッ
クの最高電位Ｖ１と最低電位Ｖ６の中間電位であればよ
く、特別の電圧発生回路を用いて形成してもよい。本実
施例の回路装置の他の特徴を以下に説明する。まず、同
一の電圧検出ブロック内において同一の上記基準電位を
もつ全ての差動型電圧検出回路の出力電圧を同一の順次
切り替え型のＡ／Ｄ変換回路に入力するので、検出すべ
き各電池モジュ−ルの電圧が大幅に異なるにもかかわら
ずＡ／Ｄ変換回路の共用化を実現して回路構成の大幅な
簡素化を実現することができる。

【００４１】また、各Ａ／Ｄ変換回路の出力信号は、所
定の低電源電圧で駆動されるＣＰＵ１へフォトカプラ素
子（たとえば２０ａ）を通じて出力されるので、前段の
電圧検出ブロックの動作電圧に合わせてそれぞれ電源電
圧が異なる各Ａ／Ｄ変換回路の出力信号電圧のＤＣ電圧
差を解消すると共に、高圧をカットして低電圧で作動す
る単一のデジタル信号処理回路（通常はＣＰＵ）で信号
をデジタル処理することができる。

【００４２】上記各差動型電圧検出回路２０１〜２２
０、Ａ／Ｄ変換回路５〜１０に印加される電源電圧（Ｖ
Ｈ、ＶＬ）を形成する電源電圧発生回路の一例を図４に
示す。３０１は電気自動車の補機に給電する低圧（１２
Ｖ）の補機バッテリであり、そのＤＣ電力は発振回路３
０２で交流電力に変換された４つの二次コイルをもつト
ランス３０３を通じて４つの電圧検出ブロック給電用電
源回路３０４〜３０７に給電されている。

【００４３】これら４つの電圧検出ブロック給電用電源
回路３０４〜３０７は同じ回路構成であるので、最高電
位の電圧検出ブロックに電源電圧を給電する電源回路３
０４について以下に説明する。トランス３０３から印加
された交流電圧は整流平滑回路３０４１で直流電圧に変
換されて、差動型電圧検出回路２０１〜２０５の正負の
電源端に印加される。

【００４４】この実施例の特徴は、基準電位Ｖｃ１を発
生する次の回路構成に特徴をもつ。具体的に説明すれ
ば、定電圧回路３０４２とツェナダイオ−ド３０４３と
を直列接続して整流平滑回路３０４１から直流電圧を印
加する。そして、定電圧回路３０４２の出力電圧をＡ／
Ｄ変換回路５の高位電源電圧ＶＨ’とし、定電圧回路３
０４２とツェナダイオ−ド３０４３との接続点をＡ／Ｄ
変換回路５の低位電源電圧ＶＬ’とし、更に、この低位
電源電圧ＶＬ’を、差動型電圧検出回路２０１〜２０５
に基準電位１＝Ｖｃ１として給電する。

【００４５】このようにすれば、簡単な回路構成でＡ／
Ｄ変換回路５に定電源電圧を印加する定電圧回路３０４
２に更にツェナダイオ−ド３０４３を一個追加するだけ
で、両電源オペアンプの電源を形成することができる。
なお、電圧検出ブロック給電用電源回路３０４は差動型
電圧検出回路２０１〜２０５及びＡ／Ｄ変換回路５に給
電するのと同様に、電圧検出ブロック給電用電源回路３
０５は差動型電圧検出回路２０６〜２１０及びＡ／Ｄ変
換回路６に給電し、電圧検出ブロック給電用電源回路３
０６は差動型電圧検出回路２１１〜２１５及びＡ／Ｄ変
換回路７に給電し、電圧検出ブロック給電用電源回路３
０７は差動型電圧検出回路２１６〜２２０及びＡ／Ｄ変
換回路８に給電するのは当然である。

【図面の簡単な説明】

【図１】組み電池１９の各モジュ−ル電圧をデジタル信
号に変換する組み電池の電圧検出装置を示すブロック図
である。

【図２】図１の組み電池の電圧検出装置を用いた組み電
池の電池モニタ装置の一実施例を示すブロック回路図で
ある。

【図３】図１の差動型電圧検出回路２０１とＡ／Ｄ変換
回路５のブロック回路図である。

【図４】図１のＡ／Ｄ変換回路５及び差動型電圧検出回
路２０１に給電する電源回路のブロック回路図である。

【図５】従来の組み電池１００の各モジュ−ル電圧を検
出する組み電池の電圧検出装置を示すブロック回路図で
ある。

【符号の説明】

１９は組み電池、１０１〜１２０は電池モジュ−ル、２
０１〜２２０は差動型電圧検出回路、５〜１０はＡ／Ｄ
変換回路、２０ａはフォトカプラ素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 貴史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに縦続接続されて高圧の組み電池を構
   成する多数の電池モジュ−ルの各モジュ−ル電圧を個別
   に検出する多数の差動型電圧検出回路と、各前記差動型
   電圧検出回路の出力電圧をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／
   Ｄ変換回路とを有する組み電池の電圧検出装置におい
   て、 互いに隣接する複数の電池モジュ−ルのモジュ−ル電圧
   をそれぞれ検出する複数の前記差動型電圧検出回路によ
   り構成される電圧検出ブロックを複数有し、同一の電圧
   検出ブロック内の各差動型電圧検出回路の入力側抵抗回
   路網の一端の電位からなる基準電位は共通とされ、前記
   基準電位は各電圧検出ブロックごとに異なる値とされる
   ことを特徴とする組み電池の電圧検出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の組み電池の電圧検出装置に
   おいて、 前記Ａ／Ｄ変換回路は前記各電圧検出ブロックごとに設
   けられ、各前記Ａ／Ｄ変換回路は同一の電圧検出ブロッ
   クに属する全ての前記差動型電圧検出回路の出力電圧を
   順次切り替えてＡ／Ｄ変換することを特徴とする組み電
   池の電圧検出装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の組み電池の電圧検出装置に
   おいて、 前記各Ａ／Ｄ変換回路の出力信号は、所定の低電源電圧
   で駆動されるデジタル信号処理回路へフォトカプラ素子
   を通じて出力されることを特徴とする組み電池の電圧検
   出装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の組み電池の電圧検出装置に
   おいて、 前記電圧検出ブロックは互いに隣接する３個以上の電池
   モジュ−ルのモジュ−ル電圧をそれぞれ検出する３個以
   上の前記差動型電圧検出回路からなり、前記基準電位
   は、前記互いに隣接する３個以上の電池モジュ−ルの最
   高電位より低く、その最低電位より高い中間電位に設定
   されることを特徴とする組み電池の電圧検出装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の組み電池の電圧検出装置に
   おいて、 前記基準電位は、同一の前記電圧検出ブロック内の各電
   池モジュ−ルの各端子電圧のうち、最も中間電位に近い
   電位に設定されることを特徴とする組み電池の電圧検出
   装置。