WO2000016108A1

WO2000016108A1 - Detecteur de tension de batterie

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Publication number: WO2000016108A1
Application number: PCT/JP1999/004995
Authority: WO
Inventors: Masahiro Takada; Kazuhiko Tamesue; Yuji Torii
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.; Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2000-03-23
Also published as: EP1126282B1; US6462510B1; EP1126282A1; EP1126282A4; CN1317089A; JP2000088898A; JP4146548B2

Description

明細電池電圧の検出装置技術分野

本発明は、二次電池である多数の単電池を直列接続して所要出力電力の電池電源装置を構成した際に、その動作状態を認識するために、単電池を所定数の直列接続プロックの単位に分割した電池プロック毎の電圧を検出する電池電圧の検出装置に関するものである。背景技術

周知の通り電池の素電池としての起電力は 1 V~ 2 Vの低い電圧であるため、より大きな出力電力を得るためには多数の単電池を直列接続する必要がある。このように多数の単電池を直列接続して電池電源装置を構成する場合には、全ての単電池が正常かつ均等な動作状態にあることが要求されるので、単電池個々の動作状態を検知する必要がある。電池の動作状態を知るための重要な要素として電池電圧があり、これを正確に検出することによって単電池の動作状態を検知することが可能となる。

図 7は、電動機と内燃機関とを駆動源として併用するハイブリツド自動車の電池電源装置に適用した、従来技術に係る電池電圧の検出装置の構成を示すものである。この電池電圧の検出装置は、電池電源装置を構成する多数の単電池の電圧を、複数の単電池を直列接続プロックにした電池プロックの単位で検出することができるように構成されている。この構成では、自動車を走行駆動するモ一夕 3 0は大きな駆動電力を必要とするため、ニッケル水素二次電池である多数の単電池を直列接続して所要の出力電力を得ている。従って、モー夕 3 0を駆動するための電気回路系は、エンジン駆動の電気回路系に比して高電圧の電気回路として構成される。

エンジン駆動のための電気回路系は、従来からの低電圧の電気回路として構成されているので、モータ駆動の電気回路系はェンジン駆動の電気回路系と接地電位が絶縁されたフローティング状態になっている。

図 7において、多数の単電池は所定数（ 1 2個）の直列接続の単位で電池ブロック 1 9を構成しており、各電池ブロック 1 9 a〜 1 9 nを直列接続した出力電圧を— 有する電池電力によりインバー夕 2 9を介してモ一夕 3 0を駆動する。この各電池ブロック 1 9 a ~ 1 9 nそれそれの電圧を検出するために、各電池プロック 1 9 a 〜 1 9 n毎に電圧検出回路 4 0 a〜4 0 nが設けられている。電圧検出回路 4 0は、電池ブロック 1 9の両端の電位差を差動増幅器 2により検出し、この検出電圧を A /D変換器 3によりデジ夕ル変換した後、フォト力ブラ 7により接地電位が異なる車両側と電気的に絶縁して車両側の制御装置に検出した電圧デ一夕を出力する。これら各電圧検出回路 4 0 a〜4 0 nそれそれの作動電力は、各回路の接地点からの電位が異なるために、それそれに独立した作動電力を供給する必要がある。そのため、電源供給部 1 5は各電圧検出回路 4 0 a〜4 0 nそれそれに個別の卷線を有する変圧器から個別の作動電力が供給できるように構成されている。

上記従来技術に係る電池電圧の検出装置においては、以下に示すような問題点があった。

( 1 ) 各電池ブロック 1 9には電圧検出回路 4 0が常時接続されているため、電圧検出しないときにも電池ブロック 1 9からリーク電流が流れ、電池電源装置の不使用時にも電池からの放電が発生する。

( 2 ) 各電圧検出回路 4 0 a ~ 4 O nを個別の接地電位で作動させるために、個別に作動電力を供給する電源供給部 1 5を設ける必要があるが、この電源供給部 1 5 から供給される電力は、コモンモードノイズの影響を受けやすく、ノイズの影響によって電圧検出に誤検出が生じやすい。本発明の第 1の目的は、電池ブロックからのリーク電流の発生を排除した電池電圧の検出装置を提供することにある。また、第 2の目的は、ノイズの影響を受けやすい電源供給部を設けることなく構成した電池電圧の検出装置を提供することにある。発明の開示

上記第 1の目的を達成するための本願の第 1発明は、車両駆動用電動機の駆動源となる二次電池が、多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池プロック毎に検出するために、電池電圧の検出装置を以下のように構成したことを特徴とする。前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換する A/ D変換手段と、この A/D変換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力デ一夕伝達手段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側の接地電位から電気的に絶縁された作動電力供給手段から前記各電圧検出回路毎に独立した作動電力を供給するように構成されてなる電池電圧の検出装置において、前記電圧検出回路を電池プロック毎に設け、各電圧検出回路に、電池プロックの正負両端と前記差動電圧検出手段との間の接続を開閉する開閉手段と、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記開閉手段に伝達する開閉信号伝達手段とを設けている。

この構成によれば、電池ブロックの正負両端と差動電圧検出手段との間に開閉手段が設けられ、この開閉手段は開閉信号伝達手段からの開閉制御信号により動作して、電池電圧の検出時にのみ電池プロックの正負両端と差動電圧検出手段との間を接続する。従って、電圧検出時以外の状態では電池ブロックの両端と差動増幅器との間は遮断されており、電池プロックからのリーク電流による放電を排除することができる。

また、上記第 1の目的を達成するための本願の第 2発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が、多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続プロックの単位に分割した電池プロック毎に検出するために、電池電圧の検出装置を以下のように構成したことを特徴とする。前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換す - る A/D変換手段と、この A/D変換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手段とを備えた電圧検出回路を設け、車両側の接地電位から電気的に絶縁された作動電力供給手段から前記各電圧検出回路毎に独立した作動電力を供給するように構成されてなる電池電圧の検出装置において、前記電圧検出回路を複数の電池プロックの単位毎に設けると共に、各電圧検出回路に、差動電圧検出手段と複数の電池ブロックの正負両端との間の接続をそれそれ個別に開閉する複数の開閉手段と、この複数の開閉手段を開閉制御信号に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段とを備えて構成された検出切り換え回路を設け、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記検出切り換え回路に伝達する開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段により検出対象とする電池プロックの正負両端に接続された前記開閉手段を閉じて、その電池プロックが前記差動電圧検出手段に接続されるように構成されている。

この構成によれば、複数の電池ブロックに対して差動電圧検出手段及び A/D変換手段、出力デ一夕伝達手段を備えた電圧検出回路を 1組設けると共に、検出切り換え手段により複数の各電池プロックの正負両端と前記差動電圧検出手段との間に設けられた開閉手段を開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて前記電圧検出回路に接続する。前記検出切り換え手段は電圧検出する電池ブロックの開閉手段を閉じて差動電圧検出手段に接続するので、電圧検出回路は複数の電池プロックに対して 1組でよく、電圧検出回路の設置数を削減できる。また、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正負両端と差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧検出時以外の状態では電池ブロックの両端と差動増幅器との間は遮断されており、電池ブロックからのリーク電流による放電を排除することができる。また、上記第 2の目的を達成するための本願の第 3発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続プロツ- クの単位に分割した電池プロック毎に検出するために、電池電圧の検出装置を以下のように構成したことを特徴とする。前記電池ブロックの正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換する A/D変換手段と、この A/D変換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力デ一夕伝達手段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電池電圧の検出装置において、前記電圧検出回路を電池プロック毎に設け、各電圧検出回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段に作動電力として供給する第 1の電圧変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段に作動電力として供給する第 2の電圧変換手段とを設けて構成されている。

この構成によれば、差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対する作動電力は、第 1の電圧変換手段及び第 2の電圧変換手段により電池プロックの電圧を所定電圧に変換して供給されるので、各電池ブロック毎に設けられた差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対して作動電力を供給するための電源供給手段を別途設ける必要がなく、電源供給手段から電圧検出回路に混入するコモンモ一ドノィズの影響による電圧検出の誤検出をなくすことができる。

また、上記第 1及び第 2の各目的を併せて達成するための本願の第 4発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を多数の単電池を所定数の直列接続プロックの単位に分割した電池プロック毎に検出する電池電圧の検出装置において、以下のように構成されていることを特徴とする。前記電池プロックの正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、電池プロックの電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段に供給する第 1の電圧変換手段と、前記差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換する A/D変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段に供給する第 2の電圧変換手段と、電池ブロックの正負両端と前記差動電圧検出手段との間の接続を開閉する開閉手と、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記開閉手段に伝達する開閉信号伝達手段と、前記 A/D変換手段からの出力デ一夕を車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力デ一夕伝達手段とを備えた電圧検出回路を前記電池ブロック毎に設けて構成されている。この構成によれば、電池プロックの正負両端と差動電圧検出手段との間に開閉手段が設けられ、この開閉手段は開閉信号伝達手段からの開閉制御信号により動作して、電池電圧の検出時にのみ電池プロックの正負両端と差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧検出時以外の状態では電池プロックの両端と差動増幅器との間は遮断されており、電池ブロックからのリーク電流による放電を排除することができる。また、差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対する作動電力は、第 1の電圧変換手段及び第 2の電圧変換手段により電池プロックの電圧を所定電圧に変換して供給されるので、各電池ブロック毎に設けられた差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対して作動電力を供給するための電源供給手段を別途設ける必要がなく、電源供給手段から電圧検出回路に混入するコモンモードノィズの影響による電圧検出の誤検出を無くすことができる。

また、上記第 1及び第 2の各目的を併せて達成するための本願の第 5発明は、車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続プロックの単位に分割した電池プロック毎に検出するために、電池電圧の検出装置を以下のように構成したことを特徴とする。前記電池プロックの正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段と、この差動電圧検出手段の出力電圧をデジタル変換する A/D変換手段と、この A/D変換手段からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力デ一夕伝達手段とを備えた電圧検出回路を設けて構成されてなる電池電圧の検出装置において、前記電圧検出回路を複数の電池ブロックの単位毎に設け、各電圧検出回路に、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段に供給する第 1の電 !£_ 変換手段と、電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段に供給する第 2の電圧変換手段とを設けると共に、前記差動電圧検出手段と複数の電池ブロックの正負両端との間の接続をそれそれ個別に開閉する複数の開閉手段と、この複数の開閉手段を開閉制御信号に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段とを備えて構成された検出切り換え回路を設け、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記検出切り換え回路に伝達する開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段により検出対象とする電池プロックの正負両端に接続された前記開閉手段を閉じて、その電池プロックが前記差動電圧検出手段に接続されるように構成されている。

この構成によれば、複数の電池プロックに対して差動電圧検出手段及び A/D変換手段、出力デ一夕伝達手段を備えた電圧検出回路を 1組設けると共に、検出切り換え手段により複数の各電池プロックの正負両端と前記差動電圧検出手段との間に設けられた開閉手段を開閉信号伝達手段からの開閉制御信号に基づいて前記電圧検出回路に接続する。前記検出切り換え手段は電圧検出する電池ブロックの開閉手段を閉じて差動電圧検出手段に接続するので、電圧検出回路は複数の電池ブロックに対して 1組でよく、電圧検出回路の設置数を削減でき、電池電圧の検出時にのみ電池ブロックの正負両端と差動電圧検出手段との間を接続するので、電圧検出時以外の状態では電池プロックの両端と差動増幅器との間は遮断されており、電池プロックからのリーク電流による放電を排除することができる。また、差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対する作動電力は、第 1の電圧変換手段及び第 2の電圧変換手段により電池ブロックの電圧を所定電圧に変換して供給されるので、各電池プロック毎に設けられた差動電圧検出手段及び A/D変換手段に対して作動電力を供給するための電源供給手段を別途設ける必要がなく、電源供給手段から電圧検出回路に混入するコモンモードノイズの影響による電圧検出の誤検出を無くすことができる。図面の簡単な説明 ― 図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図であり、図 2は、本発明の第 2の実施形態に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図であり、図 3は、本発明の第 3の実施形態に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図であり、図 4は、本発明の第 4の実施形態に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図であり、図 5は、切り換え回路の構成を示す回路図であり、図 6は、本発明の第 5の実施形態に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図であり、図 7は、従来技術に係る電池電圧検出装置の構成を示す回路図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。尚、従来構成と共通する要素には同一の符号を付し、本発明の新規要素を明らかにしている。

本実施形態は、電動機と内燃機関とを駆動源として併用するハイプリッド自動車を電動駆動するための電池電源装置を構成するニッケル水素二次電池の充放電を制御するために、単電池を所定の数（ 1 2個）で電池プロックとした単位毎の電池電圧を検出できるように構成されたものである。

図 1において、本発明の第 1の実施形態に係る電池電圧の検出装置は、電池電源装置 2 0を構成する各電池ブロック 1 9 a〜 1 9 n毎に電圧検出回路 1 a〜 1 nが設けられている。電圧検出回路 1は、電池ブロック 1 9の両端にそれそれ第 1のフオトリレー（開閉手段） 5及び第 2のフォトリレー（開閉手段） 6を介して接続された差動増幅器（差動電圧検出手段） 2により電池ブロック 1 9の両端間の電圧が検出され、この検出された電池電圧は A/D変換器（A/D変換手段） 3によりデジ夕ル変換され、出力フォト力ブラ（出力データ伝達手段） 7から車両の制御装置に出力するように構成されている。前記第 1及び第 2の各フォトリレー 5、 6は、例えばフォトモスリレー（商品名）のような光反応型の半導体スィッチにより構成されており、電池ブロック 1 9の電圧検出時に、検出対象とする電池ブロック 1 S に接続された電圧検出回路 1に対して車両の制御装置から出力される開閉制御信号により電池ブロック 1 9と差動増幅器 2との間の接続を閉じるものである。前記開閉制御信号は、接地電位が異なる車両側電気回路系と電気的に絶縁された状態で信号入力できるように、入力フォト力ブラ（開閉信号伝達手段） 8を通じて入力されるので、入力フォトカブラ 8から入力される開閉制御信号により前記第 1及び第 2 のフォトリレー 5、 6が閉じるように制御する。従って、電圧検出回路 1と電池ブロック 1 9との間の接続は、電圧検出時にのみ接続され、それ以外の不使用時においては電池ブロック 1 9は電圧検出回路 1に対する接続が絶たれた状態となり、不使用時にリーク電流が流れることによる無駄な放電は発生しない。

前記電池電源装置 2 0は、車両をモータ 3 0により走行駆動することができる大きな出力電力を必要とするため、前記電池ブロック 1 9を複数個直列接続してェンジン駆動のための電気回路系の電圧に比して高電圧の出力が得られるように構成されているので、電圧検出回路 1を含む電池電源装置 2 0の高電圧の電気回路系は、車両側の低電圧の電気回路系と接地電位が電気的に絶縁されたフローテイング状態にして車両に搭載される。また、各電圧検出回路 1 a〜 l nそれぞれに接続される各電池プロック 1 9 a〜 1 9 nの接地電位からの電位はそれぞれに異なるので、各電圧検出回路 1 a〜l nを動作させるための作動電力は、それそれ個別に供給する必要があり、電源供給部（作動電力供給手段） 1 5から各電圧検出回路 1 a〜 I n それそれに供給される。電源供給部 1 5は、車両側から供給される電力を変圧器により変圧して各電圧検出回路 1 a〜 1 nに個別に対応した電力が供給できるように構成されており、車両側と直流的に絶縁すると共に、各電圧検出回路 1 a〜l n間で直流的に絶縁された状態となっている。

上記電源供給部 1 5は、車両側の電気回路系から供給される電力を用いて電池電源装置 2 0の高圧の電気回路系の電圧検出回路 1に作動電力を供給しているので、電源供給部 1 5に混入したコモンモードノィズの影響を電圧検出回路 1に与える可能性があり、ノイズの影響によって電圧検出に誤動作が生じる恐れがある。即ち、電源供給部 1 5は接地電位が異なる低圧の電気回路系と高圧の電気回路系とにま ϋ がって接地点に対するインピーダンスの不平衡な状態にあり、コモンモードノイズの影響を受けやすくなつている。この状態でインバ一夕 2 9のように電流や電圧が大きく変化する構成要素や、電池の充放電による電流の変化に伴ぅノィズ成分の発生要素が存在するため、電源供給部 1 5にコモンモードノイズが発生する可能性が大きくなる。このコモンモードノイズの影響を除去するためには、各電圧検出回路 1 a〜 1 nそれぞれの作動電力を自らの電池ブロック 1 9から得ることが有効となる。この作動電力供給の構成を改良した電池電圧の検出装置の構成を第 2の実施形態として以下に説明する。

図 2において、第 2の実施形態に係る電池電圧の検出装置は、電池電源装置 2 0 を構成する各電池ブロック 1 9 a〜 l 9 n毎に電圧検出回路 1 0 a〜l 0 nが設けられている。電圧検出回路 1 0は、電池ブロック 1 9の両端に接続された差動増幅器 2により電池プロック 1 9の両端間の電圧が検出され、この検出された電池電圧は A/D変換器 3によりデジタル変換され、出力フォト力ブラ 7から車両の制御装置に出力するように構成されている。この電圧検出回路 1 0 a〜l O nを動作させるための作動電力は、各電圧検出回路 1 0 a〜l O nが接続される各電池ブロック 1 9 a ~ 1 9 nからそれそれ供給される。

即ち、前記差動増幅器 2の作動電力は、電池ブロック 1 9に接続された第 1のレギユレ一夕（第 1の電圧変換手段） 1 1から供給され、 A/D変換器 3の作動電力は電池ブロック 1 9に接続された第 2のレギユレ一夕（第 2の電圧変換手段） 1 2 から供給されるように構成されている。前記第 1及び第 2の各レギユレ一夕 1 1、 1 2は、例えば 3端子レギユレ一夕により構成し、電池ブロック 1 9の電圧を差動増幅器 2または A/D変換器 3の動作に適合する電圧に変換して供給するものである。このように各電圧検出回路 1 0 a〜 1◦ nの作動電力は、自らの電池プロック 1 9から供給されるので、第 1の実施形態の構成に示したように電源供給部 1 5を設ける必要がなく、装置の大型化や重量増をまねく電源供給部 1 5を排除することができる。また、作動電力は自らの電池プロック 1 9から得られるので、電源供給部 1 5の供給電力から受けるコモンモードノイズの影響を除去することができる。この第 2の実施形態の構成に、先の第 1の実施形態によるリ一ク電流の排除の構成を加えることにより、より高機能な電池電圧の検出装置を構成することができる。この構成について第 3の実施形態として次に説明する。

図 3において、電圧検出回路 1 3は、電池プロック 1 9の両端にそれそれ第 1のフォ卜リレー 5及び第 2のフォ卜リレ一 6を介して接続された差動増幅器 2により電池ブロック 1 9の両端間の電圧が検出され、この検出された電池電圧は A/D変換器 3によりデジタル変換され、出力フォト力ブラ 7から車両の制御装置に出力するように構成されている。前記第 1及び第 2の各フォトリレー 5、 6は、電池プロック 1 9の電圧検出時に、検出対象とする電池ブロック 1 9に接続された電圧検出回路 1 3に対して車両の制御装置から出力される開閉制御信号により電池ブロック 1 9と差動増幅器 2との間の接続を閉じる。前記開閉制御信号は、入力フォトカブラ 8に入力されるので、入力フォト力ブラ 8は開閉制御信号により前記第 1及び第 2のフォトリレー 5、 6が閉じるように制御する。従って、電圧検出回路 1 3と電池ブロック 1 9との間の接続は、電圧検出時にのみ接続されるので、それ以外の不使用時においては電池プロック 1 9は電圧検出回路 1 3に対する接続が絶たれた状態となり、不使用時にリーク電流が流れることによる無駄な放電は発生しない。前記差動増幅器 2の作動電力は、電池ブロック 1 9に接続された第 1のレギユレ一夕 1 1から供給され、 A/D変換器 3の作動電力は電池ブロック 1 9に接続された第 2のレギユレ一夕 1 2から供給されるように構成されている。従って、各電圧検出回路 1 3 a〜 1 3 nの作動電力は、自らの電池ブロック 1 9から供給されるので、第 1の実施形態の構成に示したように電源供給部 1 5を設ける必要がなく、コモンモ一ドノィズの影響を除去することができる。以上説明した各電池電圧の検出装置においては、各電池プロック 19 a〜 19 n に対してそれそれ電圧検出回路 1 a~ 1 n、 10 a〜10n、 13 a〜13nを設けて構成している。装置全体の構成が複雑化することを抑制して、電圧検出回路 1 a〜l n、 10 a〜10n、 13 a~ 13 nの数を削減した構成について、以下第 4及び第 5の実施形態として説明する。

図 4に示す第 4の実施形態の構成は、複数の電池ブロック 19に対して共通の電圧検出回路 9を 1つ設け、切り換えにより複数の電池ブロック 19から順次 1つの電圧を検出できるようにしたものである。図 4に示すように、 5つの電池ブロック 19 a〜l 9 eに対して 1つの電圧検出回路 9 aが設けられており、各電池ブロヅク 19 a〜l 9 eそれそれの両端は切り換え回路（検出切り換え手段） 16、 17 を介して差動増幅器 2に接続される。前記切り換え回路 16、 17は、図 5に示すように、各電池プロヅク 19 a〜19 eの正極側に対応するフオトリレ一 5 a~ 5 eと、各電池プロック 19 a〜 19 eの負極側に対応するフォトリレー 6 a〜6 e と、正極側のフォトリレー 5 a〜 5 eの開閉を入力フォト力ブラ 8から入力される開閉制御信号に基づいて切り換える第 1のデコーダ（開閉制御手段） 2 1と、負極側のフォトリレー 6 a~6 eの開閉を入力フォト力ブラ 8から入力される開閉制御信号に基づいて切り換える第 2のデコーダ（開閉制御手段） 22とを備えて構成されている。例えば、前記開閉制御信号が電池ブロック 19 aの電圧を検出する制御信号であったときには、第 1及び第 2の各デコーダ 2 1、 22は、電池ブロック 1 9 aに接続されたフォトリレー 5 a、 6 aを閉じるように制御するので、電池プロック 19 aの両端は差動増幅器 2に接続され、電池ブロック 19 aの電圧が検出される。従って、車両の制御装置は電池ブロック 19の識別信号を含む開閉制御信号を入力フォトカブラ 8を通じて入力することにより、出力フォト力ブラ 7から該当する電池ブロック 19の電圧検出デ一夕を得ることができ、複数の電池ブロック 1 9に 1つの共通の電圧検出回路 9を設けた簡素化された構成でも、第 1の実施形態と同様の電圧検出を行うことができる。

上記構成において、 1つの電圧検出回路 9により電圧検出する電池ブロック 19 の数は 5個に設定しているが、この数は、各電池ブロック 1 9 a〜 1 9 eが切り換え回路 1 6、 1 7を通じて個別に差動増幅器 2に接続されるとき、電池ブロック 1 9の位置により差動増幅器 2の入力端子に加わる接地電位からの電位差が異なるので、この電位差が差動増幅器 2の許容範囲内となるように、使用する差動増幅器 2 により調整される。

図 6に示す第 5の実施形態は、上記第 4の実施形態の構成に加えて、電圧検出回路 1 4の作動電力を、電圧検出する電池ブロック 1 9から得られるように構成したものである。切り換え回路 1 6、 1 7の構成は第 4の実施形態と同様に図 5に示した構成が採用され、差動増幅器 2及び A/D変換器 3に作動電力を供給する第 1及び第 2の各レギユレ一夕 1 1、 1 2は第 2の実施形態の構成と同様に構成されているので、その説明は省略する。

この構成によれば、電圧検出回路 1 4は電圧測定時にのみ検出対象とする電池ブロヅク 1 9に切り換え回路 1 6、 1 7により接続されるので、不使用時のリーク電流は排除される。また、電圧検出回路 1 4は自らの作動電力を検出対象とする電池ブロック 1 9から得ることができるので、作動電力を得るために電源供給手段を設ける必要がなく、電源供給手段からのコモンモ一ドノィズの侵入をなくすことができる。更に、複数の電池ブロック 1 9に対して 1つの電圧検出回路 1 4を設ける構成により、電圧検出の構成を簡略化することができる。産業上の利用可能性

以上の説明の通り本発明によれば、電動機駆動による自動車に搭載される電池電源装置の充放電を制御するために、電池電源を構成する多数の単電池の電圧を検出するに際して、電圧検出回路を電圧検出時にのみ電池に接続する構成により、電圧検出回路からのリーク電流により放電することがなくなるので、電池の消耗を押さえることができる。また、電圧検出回路の作動電力を検出対象とする電池から得る構成により、電圧検出回路の作動電力を供給するための電源供給手段をなくすことができ、電源供給手段から侵入するノィズにより電圧検出に誤動作を生じさせることがない。従って、本発明は電池の消耗を最小限に押えるとともに、精度のよい電池電圧の検出装置を構成する上で有用である。

Claims

請求の範囲

1. 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロック（ 19) 毎に検出するために、前記電池ブロック（19) の正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段（2) と、この差動電圧検出手段（2) の出力電圧をデジタル変換する A/D 変換手段（3) と、この A/D変換手段（3) からの出力デ一夕を車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手段（7) とを備えた電圧検出回路（ 1) を設け、車両側の接地電位から電気的に絶縁された作動電力供給手段（ 15) から前記各電圧検出回路（ 1) 毎に独立した作動電力を供給するように構成されてなる電池電圧の検出装置において、

前記電圧検出回路（ 1) を電池ブロック（19) 毎に設け、各電圧検出回路（1) に、電池ブロック（ 19) の正負両端と前記差動電圧検出手段（2) との間の接続を開閉する開閉手段（5、 6) と、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記開閉手段（5、 6) に伝達する開閉信号伝達手段（8) とを設けたことを特徴とする電池電圧の検出装置。

2. 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロック（ 19) 毎に検出するために、前記電池プロック（ 19) の正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段（2) と、この差動電圧検出手段（2) の出力電圧をデジタル変換する A/D 変換手段（3) と、この A/D変換手段（3) からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手段（7) とを備えた電圧検出回路（9) を設け、車両側の接地電位から電気的に絶縁された作動電力供給手段（ 15) から前記各電圧検出回路（9) 毎に独立した作動電力を供給するように構成されてなる電池電圧の検出装置において、

前記電圧検出回路（9) を複数の電池ブロック（ 19)の単位毎に設けると共に _ 各電圧検出回路（9) に、差動電圧検出手段（2) と複数の電池ブロック（ 19) の正負両端との間の接続をそれそれ個別に開閉する複数の開閉手段（5、 6) と、この複数の開閉手段（5、 6) を開閉制御信号に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段（21、 22) とを備えて構成された検出切り換え回路（ 16、 17) を設け、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記検出切り換え回路（ 16、 17) に伝達する開閉信号伝達手段（8) からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段（21、 22) により検出対象とする電池ブロック（ 19) の正負両端に接続された前記開閉手段（5、 6) を閉じて、その電池プロック（ 19) が前記差動電圧検出手段（2) に接続されるように構成されてなることを特徴とする電池電圧の検出装置。

3. 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロック（ 19) 毎に検出するために、前記電池ブロック（19) の正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段（2) と、この差動電圧検出手段（2) の出力電圧をデジタル変換する A/D 変換手段（3) と、この A/D変換手段（3) からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力デ一夕伝達手段（7) とを備えた電圧検出回路（ 10) を設けて構成されてなる電池電圧の検出装置において、

前記電圧検出回路（ 10) を電池プロック（ 19)毎に設け、各電圧検出回路（ 1 0) に、電池ブロック（ 19) の電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段 (2)に作動電力として供給する第 1の電圧変換手段（11) と、電池ブロック（1 9) の電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段（3) に作動電力として供給する第 2の電圧変換手段（12) とを設けて構成されてなることを特徴とする電池電圧の検出装置。 ―

4. 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続プロックの単位に分割した電池ブロック（19) 毎に検出するために、前記電池ブロック（19) の正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段（2) と、この差動電圧検出手段（2) の出力電圧をデジタル変換する A/D 変換手段（3) と、この A/D変換手段（3) からの出力データを車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手段（7) とを備えた電圧検出回路（13) を設けて構成されてなる電池電圧の検出装置において、

前記電圧検出回路（13)を電池プロック（19)毎に設け、各電圧検出回路（ 1 3) に、電池ブロック（19) の電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段 (2) に供給する第 1の電圧変換手段（11) と、電池ブロック（19) の電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段（3) に供給する第 2の電圧変換手段（1 2 ) と、電池ブロック（19) の正負両端と前記差動電圧検出手段（2) との間の接続を開閉する開閉手段（5、 6) と、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記開閉手段（5、 6) に伝達する開閉信号伝達手段（8) とを設けたことを特徴とする電池電圧の検出装置。

5. 車両駆動用電動機の駆動電源となる二次電池が多数の単電池を直列接続した組電池として構成され、この組電池はその接地電位が車両側電気回路系の接地電位から電気的に絶縁された状態で車両に搭載されてなり、この組電池の電圧を単電池を所定数の直列接続ブロックの単位に分割した電池ブロック（ 19) 毎に検出するために、前記電池ブロック（19) の正負両端間の電位差を検出する差動電圧検出手段（2) と、この差動電圧検出手段（2) の出力電圧をデジタル変換する A/D 変換手段（3) と、この A/D変換手段（3) からの出力デ一夕を車両側電気回路系と電気的に絶縁して車両側の電気回路系に伝達する出力データ伝達手段（7) とを備えた電圧検出回路（ 14) を設けて構成されてなる電池電圧の検出装置において、

前記電圧検出回路（ 14) を複数の電池ブロック（ 19) の単位毎に設け、各電圧検出回路（ 14) に、電池ブロック（ 19) の電圧を所定電圧に変換して前記差動電圧検出手段（ 2 ) に供給する第 1の電圧変換手段（1 1) と、電池プロック（ 1 9) の電圧を所定電圧に変換して前記 A/D変換手段（3) に供給する第 2の電圧変換手段（ 12) とを設けると共に、前記差動電圧検出手段（2) と複数の電池ブロック（ 19) の正負両端との間の接続をそれそれ個別に開閉する複数の開閉手段 (5、 6) と、この複数の開閉手段（5、 6) を開閉制御信号に基づいて個別に開閉制御する開閉制御手段（21、 22) とを備えて構成された検出切り換え回路（ 1 6、 17) を設け、車両側電気回路系からの開閉制御信号を車両側電気回路系と電気的に絶縁して前記検出切り換え回路（ 16、 17) に伝達する開閉信号伝達手段 (8) からの開閉制御信号に基づいて、前記開閉制御手段（2 1、 22) により検出対象とする電池ブロック（19) の正負両端に接続された前記開閉手段（5、 6) を閉じて、その電池ブロック（ 19) が前記差動電圧検出手段（2) に接続されるように構成されてなることを特徴とする電池電圧の検出装置。