(57)【要約】      （修正有）【課題】セル電圧の検出精度を向上させる電圧検出装置を提供する。【解決手段】車両に搭載される複数の電池セルｂ１、ｂ２の各セル電圧を検出する電圧検出装置は、電池セルにそれぞれ並列に接続され、複数のコンデンサ１１−１〜１３−２を直列に接続したコンデンサ回路１０−１、１０−２と、複数のコンデンサの各端子間電圧を検出する検出部２１と、を備える。一のコンデンサ回路に含まれる複数のコンデンサの各端子間電圧を互いに比較する比較処理を、任意のコンデンサ回路又は二以上のコンデンサ回路のそれぞれについて実行する比較部２２と、比較処理の結果に基づいて、コンデンサ回路の異常の有無を判定する判定部２３と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の電池セルの各セル電圧を検出する電圧検出装置であって、
各前記電池セルにそれぞれ並列に接続され、複数のコンデンサを直列に接続したコンデンサ回路と、
前記複数のコンデンサの各端子間電圧を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
一の前記コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサの各前記端子間電圧を互いに比較する比較処理を、任意の前記コンデンサ回路又は二以上の前記コンデンサ回路のそれぞれについて実行する比較部と、
前記比較処理の結果に基づいて、前記コンデンサ回路の異常の有無を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記比較処理で得られた前記端子間電圧同士の差分の少なくとも一つが第１の範囲を超える場合には、当該差分を有する前記コンデンサ回路に異常があると判定することを特徴とする、請求項２に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記判定部で前記異常があると判定された前記コンデンサ回路である異常コンデンサ回路において、前記異常コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサのうち、前記端子間電圧が最も小さい前記コンデンサの端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路内の残りの前記コンデンサの端子間電圧のいずれか又は残りの前記コンデンサの端子間電圧の平均値に置き換えることを特徴とする、請求項２又は３に記載の電圧検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記比較処理で得られた前記端子間電圧同士の差分の少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えた場合には、前記異常コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路とは異なる前記コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧に置き換えることを特徴とする、請求項４に記載の電圧検出装置。
【請求項６】
一の前記コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサの各前記端子間電圧と定格値とを比較する比較処理を実行する比較部と、
前記比較処理の結果、前記定格値よりも低い前記端子間電圧の前記コンデンサを異常と判定する判定処理を実行する判定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記判定処理の対象である前記コンデンサ回路に並列に接続された前記電池セルのＳＯＣから当該コンデンサ回路の各前記コンデンサの端子間電圧を推測し、前記推測した前記端子間電圧に基づいて定格値を求めることを特徴とする、請求項６に記載の電圧検出装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記判定部で前記異常があると判定された前記コンデンサの端子間電圧を、前記異常と判定されてない残りの前記コンデンサの端子間電圧のいずれか又は前記残りの前記コンデンサの端子間電圧の平均値に置き換えることを特徴とする、請求項６又は７に記載の電圧検出装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記異常と判定されたコンデンサを有する前記コンデンサ回路である異常コンデンサ回路において、前記端子間電圧同士の差分の少なくともいずれかが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えた場合には、前記異常コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路とは異なる前記コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧に置き換えることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の電圧検出装置。
【請求項１０】
前記検出部は、前記複数の電池セルに対する充電及び前記複数の電池セルから走行用モータへの放電が行われていない状態のときに、前記各端子間電圧を検出することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される走行用バッテリの各電池セルの電圧（以下、「セル電圧」という。）を検出する電圧検出装置がある。
【０００３】
下記特許文献１には、各電池セルのセル電圧を複数の抵抗器で抵抗分圧して読み取る電圧検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３５３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の電圧検出装置では、走行用バッテリを使用していない時でも各電池セルから上記抵抗器に微小な電流（以下、「暗電流」という。）が流れてしまう。そのため、暗電流の増大を抑制するためには、上記抵抗器の抵抗値を大きくしなければならない。ただし、上記抵抗器の抵抗値を大きくすると、ノイズの影響を受けやすくなるため、セル電圧を検出精度が低下する。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、セル電圧の検出精度を向上させる電圧検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一態様は、車両に搭載される複数の電池セルの各セル電圧を検出する電圧検出装置であって、各前記電池セルにそれぞれ並列に接続され、複数のコンデンサを直列に接続したコンデンサ回路と、前記複数のコンデンサの各端子間電圧を検出する検出部と、を備えることを特徴とする電圧検出装置である。
【０００８】
（２）上記（１）の電圧検出装置であって、一の前記コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサの各前記端子間電圧を互いに比較する比較処理を、任意の前記コンデンサ回路又は二以上の前記コンデンサ回路のそれぞれについて実行する比較部と、前記比較処理の結果に基づいて、前記コンデンサ回路の異常の有無を判定する判定部と、を備えてもよい。
【０００９】
（３）上記（２）の電圧検出装置であって、前記判定部は、前記比較処理で得られた前記端子間電圧同士の差分の少なくとも一つが第１の範囲を超える場合には、当該差分を有する前記コンデンサ回路に異常があると判定してもよい。
【００１０】
（４）上記（２）又は上記（３）の電圧検出装置であって、前記検出部は、前記判定部で前記異常があると判定された前記コンデンサ回路である異常コンデンサ回路において、前記異常コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサのうち、前記端子間電圧が最も小さい前記コンデンサの端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路内の残りの前記コンデンサの端子間電圧のいずれか又は残りの前記コンデンサの端子間電圧の平均値に置き換えてもよい。
【００１１】
（５）上記（４）の電圧検出装置であって、前記検出部は、前記比較処理で得られた前記端子間電圧同士の差分の少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えた場合には、前記異常コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路とは異なる前記コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧に置き換えてもよい。
【００１２】
（６）上記（１）の電圧検出装置であって、一の前記コンデンサ回路に含まれる前記複数のコンデンサの各前記端子間電圧と定格値とを比較する比較処理を実行する比較部と、前記比較処理の結果、前記定格値よりも低い前記端子間電圧の前記コンデンサを異常と判定する判定処理を実行する判定部と、を備えてもよい。
【００１３】
（７）上記（６）の電圧検出装置であって、前記判定部は、前記判定処理の対象である前記コンデンサ回路に並列に接続された前記電池セルのＳＯＣから当該コンデンサ回路の各前記コンデンサの端子間電圧を推測し、前記推測した前記端子間電圧に基づいて定格値を求めてもよい。
【００１４】
（８）上記（６）又は上記（７）の電圧検出装置であって、前記検出部は、前記判定部で前記異常があると判定された前記コンデンサの端子間電圧を、前記異常と判定されてない残りの前記コンデンサの端子間電圧のいずれか又は前記残りの前記コンデンサの端子間電圧の平均値に置き換えてもよい。
【００１５】
（９）上記（６）から上記（８）のいずれかの電圧検出装置であって、前記検出部は、前記異常と判定されたコンデンサを有する前記コンデンサ回路である異常コンデンサ回路において、前記端子間電圧同士の差分の少なくともいずれかが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えた場合には、前記異常コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧を、前記異常コンデンサ回路とは異なる前記コンデンサ回路から得られた各前記端子間電圧に置き換えてもよい。
【００１６】
（１０）上記（１）から上記（９）のいずれかの電圧検出装置であって、前記検出部は、前記複数の電池セルに対する充電及び前記複数の電池セルから走行用モータへの放電が行われていない状態のときに、前記各端子間電圧を検出してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、セル電圧の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る電圧検出装置を備えた車両走行システムＡの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る電池セルｂ１及び電池セルｂ２に対応する電圧検出装置６の詳細構成を示す回路図である。
【図３】本実施形態に係るコンデンサ回路１０−１に対する制御部２０の動作のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態に係る電圧検出装置を、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る電圧検出装置を備えた車両走行システムＡの概略構成図である。
図１に示す車両走行システムＡは、電気自動車やハイブリッド自動車等、電力によってモータを駆動することにより走行のための駆動力を得る車両に設けられる。
【００２１】
図１に示すように、車両走行システムＡは、組電池１、第１のコンタクタ２、第２のコンタクタ３、インバータ４、走行モータ５、電圧検出装置６、マイコン７及びバッテリＥＣＵ８を備えている。
【００２２】
組電池１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の上記車両に搭載されるバッテリであり、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。また、組電池１は、全固体電池であってもよい。
【００２３】
組電池１は、直列接続された複数の電池セルｂ１〜ｂｎ（ｎは２以上の整数）を備える。すなわち、組電池１は、ｎ個の電池セルｂ１〜ｂｎが直列接続された組電池である。組電池１は、最上位に位置する電池セルｂ１のプラス端子Ｔ１が組電池１のプラス端子（一方の出力端子）であり、また最下位に位置する電池セルｂｎのマイナス端子が組電池１のマイナス端子Ｔ２（他方の出力端子）である。なお、電池セルｂ１〜ｂｎのそれぞれを区別しない場合には、単に「電池セルｂ」と標記する。
【００２４】
第１のコンタクタ２は、一対の接点を備えた通電開閉器である。第１のコンタクタ２は、第１の接点が上記組電池１のプラス端子Ｔ１に接続されており、第２の接点がインバータ４の第１入力端に接続されている。第１のコンタクタ２は、バッテリＥＣＵ８からの駆動電流に基づいて閉状態に設定されることにより、上記組電池１のプラス端子Ｔ１とインバータ４の第１入力端とを接続する。第１のコンタクタ２は、バッテリＥＣＵ８からの駆動電流に基づいて開状態に設定されることにより、上記組電池１のプラス端子Ｔ１とインバータ４の第１入力端との接続を解除する。
【００２５】
第２のコンタクタ３は、一対の接点を備えた通電開閉器である。第２のコンタクタ３は、第１の接点が上記組電池１のマイナス端子Ｔ２に接続されており、第２の接点がインバータ４の第２入力端に接続されている。第２のコンタクタ３は、バッテリＥＣＵ８からの駆動電流に基づいて閉状態に設定されることにより、上記組電池１のマイナス端子Ｔ２とインバータ４の第２入力端とを接続する。第２のコンタクタ３は、バッテリＥＣＵ８からの駆動電流に基づいて開状態に設定されることにより、上記組電池１のマイナス端子Ｔ２とインバータ４の第２入力端との接続を解除する。
【００２６】
インバータ４は、第１入力端と第２入力端及び第１〜第３出力端を備える三相インバータである。第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３がともに閉状態である場合において、インバータ４の第１入力端及び第２入力端には、上記組電池１から高周波電力（直流電力）が入力される。インバータ４は、第１入力端及び第２入力端に入力された組電池１の高周波電力（直流電力）を所定周波数かつ三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力（三相交流電力）に変換して第１〜第３出力端から走行モータ５に出力する。このようなインバータ４は、図示しない電力制御装置から入力されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の制御信号（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）に基づいて高周波電力（直流電力）を三相交流電力に変換する。
【００２７】
走行モータ５は、上記インバータ４から供給される三相交流電力を駆動電力として回転動力を発生する、例えば三相電動機である。本実施形態における上記車両は、走行モータ５が発生する回転動力によって走行する。例えば、走行モータ５は、例えば制御性に優れた三相直流電動機である。
【００２８】
電圧検出装置６は、マイコン７と組電池１との間に設けられ、各電池セルｂ１〜ｂｎの出力電圧（以下、「セル電圧」という。）を検出する。電圧検出装置６は、（ｎ＋１）本の接続線Ｌ１〜Ｌｎ＋１を介して各電池セルｂ１〜ｂｎと電気的に接続されている。電圧検出装置６は、（ｎ＋１）本の接続線Ｌ１〜Ｌｎ＋１を介して各電池セルｂ１〜ｂｎのセル電圧を検出する。なお、接続線Ｌ１〜Ｌｎ＋１のそれぞれを区別しない場合には、単に「接続線Ｌ」と標記する。
【００２９】
接続線Ｌは、各電池セルｂ１〜ｂｎの出力端子（プラス端子とマイナス端子）にそれぞれ接続されている。例えば、接続線Ｌ１は、第１の端部が電池セルｂ１のプラス端子に接続され、第２の端部が電圧検出装置６に接続されている。また、接続線Ｌ２は、第１の端部が電池セルｂ１のマイナス端子（電池セルｂ２のプラス端子）に接続され、第２の端部が電圧検出装置６に接続されている。また、接続線Ｌｎは、第１の端部が電池セルｂｎ−１のマイナス端子（電池セルｂｎのプラス端子）に接続され、第２の端部が電圧検出装置６に接続されている。また、接続線Ｌｎ＋１は、第１の端部が電池セルｂｎのマイナス端子に接続され、第２の端部が電圧検出装置６に接続されている。
【００３０】
マイコン７は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、入出力インターフェイス等が一体的に組み込まれた所謂ワンチップマイコンであり、内部メモリに記憶された電圧検知プログラムを実行することにより組電池１に関する電圧検知機能を発揮する。より具体的には、このマイコン７は、電圧検出装置６から入力される各電池セルｂ１〜ｂｎのセル電圧を取得して、この各セル電圧に異常の有無を判定する。マイコン７は、電圧検出装置６から入力される各電池セルｂ１〜ｂｎのセル電圧をデジタル化してバッテリＥＣＵに出力してもよい。さらに、マイコン７は、電圧検出装置６から入力される各電池セルｂ１〜ｂｎのセル電圧のいずれかに異常があった場合には、バッテリＥＣＵに通知してもよい。なお、マイコン７による各セル電圧に異常の有無の判定は、所定の閾値と比較する等の公知の技術を用いて実施されてもよい。
【００３１】
バッテリＥＣＵ８は、車両の運転手の操作指示（例えばイグニッションスイッチの「ＯＮ」）に基づいて、上述した第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の作動を制御する。これにより、バッテリＥＣＵ８は、組電池１からインバータ４への電力供給を制御することができる。バッテリＥＣＵ８は、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の制御に加え、当該制御に基づく第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３の開閉状態を、マイコン７を介して電圧検出装置６に通知する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る電圧検出装置６について、図２を用いて具体的に説明する。図２は、代表として電池セルｂ１及び電池セルｂ２に対応する電圧検出装置６の詳細構成を示す回路図である。なお、電池セルｂ１及び電池セルｂ２以外の電池セルｂに対応する電圧検出装置６も、図２と同様な詳細構成を有している。
【００３３】
電圧検出装置６は、複数のコネクタＣ、複数のコンデンサ回路１０（１０−１〜１０−ｎ）、複数のローパスフィルタＬＰＦ、及び制御部２０を備える。
【００３４】
複数のコネクタＣ（Ｃ１〜Ｃｎ）は、電池セルｂ１〜ｂｎの電極の各々に対応して設けられている。
【００３５】
複数のコンデンサ回路１０は、各電池セルｂ１〜ｂｎに対応して設けられている。具体的には、コンデンサ回路１０は、電池セルｂ１〜ｂｎにそれぞれ並列に接続されている。例えば、コンデンサ回路１０−１は、電池セルｂ１に並列に接続されている。例えば、コンデンサ回路１０−２は、電池セルｂ２に並列に接続されている。例えば、コンデンサ回路１０−ｎは、電池セルｂｎに並列に接続されている。
【００３６】
各コンデンサ回路１０は、直列に接続された複数のコンデンサ１１〜１３を備える。なお、各コンデンサ回路１０はそれぞれ同様の構成を備えているが、互いを区別する目的として、コンデンサ回路１０−１及びその各構成の符号の末尾に「−１」を付し、コンデンサ回路１０−２及びその各構成の符号の末尾に「−２」を付して説明する。
【００３７】
コンデンサ１１−１は、第１の端子がコネクタＣ１を介して電池セルｂ１のプラス端子に接続され、第２の端子がコンデンサ１２−１の第１の端子に接続される。
コンデンサ１２−１は、第１の端子がコンデンサ１１−１の第２の端子に接続され、第２の端子がコンデンサ１３−１の第１の端子に接続される。
コンデンサ１３−１は、第１の端子がコンデンサ１２−１の第２の端子に接続され、第２の端子がコネクタＣ２を介して電池セルｂ１のマイナス端子に接続される。
【００３８】
コンデンサ１１−２は、第１の端子がコネクタＣ２を介して電池セルｂ２のプラス端子に接続され、第２の端子がコンデンサ１２−２の第１の端子に接続される。
コンデンサ１２−２は、第１の端子がコンデンサ１１−１の第２の端子に接続され、第２の端子がコンデンサ１３−２の第１の端子に接続される。
コンデンサ１３−２は、第１の端子がコンデンサ１２−２の第２の端子に接続され、第２の端子がコネクタＣ３を介して電池セルｂ２のマイナス端子に接続される。
【００３９】
複数のローパスフィルタＬＰＦは、各コンデンサ回路１０のコンデンサ１１〜１３のそれぞれのプラス端子と制御部２０との間に設けられている。例えば、各ローパスフィルタＬＰＦは、抵抗器とコンデンサとからなるＣＲフィルタである。
【００４０】
制御部２０は、コンデンサ１１〜１３の各端子間電圧Ｖをコンデンサ回路１０ごとに検出する。そして、制御部２０は、検出したコンデンサ１１〜１３の各端子間電圧Ｖに基づいて、コンデンサ回路１０の異常の有無を検出する。例えば、制御部２０は、複数の電池セルｂと電気的に接続され、各電池セルｂのセル電圧を監視するＩＣ（集積回路；integrated circuit）である。
以下に、本実施形態に係る制御部２０を具体的に接続する。
【００４１】
図２に示すように、制御部２０は、複数の入力端子ａ１〜ａ７、検出部２１、比較部２２及び判定部２３を備える。
【００４２】
複数の入力端子ａ１〜ａ７は、セル電圧を検出するための端子である。
入力端子ａ１は、コンデンサ回路１０−１のコンデンサ１１−１の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ２は、コンデンサ回路１０−１のコンデンサ１２−１の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ３は、コンデンサ回路１０−１のコンデンサ１３−１の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ４は、コンデンサ回路１０−１のコンデンサ１３−１の第２の端子及びコンデンサ回路１０−２のコンデンサ１１−２の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ５は、コンデンサ回路１０−２のコンデンサ１２−２の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ６は、コンデンサ回路１０−２のコンデンサ１３−２の第１の端子に電気的に接続されている。
入力端子ａ７は、コンデンサ回路１０−２のコンデンサ１３−２の第２の端子に電気的に接続されている。
【００４３】
検出部２１は、入力端子ａ１〜ａ７の各端子の電圧を読み取り、その読み取った電圧に基づいて、コンデンサ１１〜１３の各端子間電圧Ｖをコンデンサ回路１０ごとに検出する。具体的には、検出部２１は、読み取った入力端子ａ１の電圧と入力端子ａ２の電圧との差分をコンデンサ１１−１の端子間電圧Ｖ１１−１として検出する。検出部２１は、読み取った入力端子ａ２の電圧と入力端子ａ３の電圧との差分をコンデンサ１２−１の端子間電圧Ｖ１２−１として検出する。検出部２１は、読み取った入力端子ａ３の電圧と入力端子ａ４の電圧との差分をコンデンサ１３−１の端子間電圧Ｖ１３−１として検出する。
このように、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１、及び端子間電圧Ｖ１３−１を求めることで、コンデンサ回路１０−１のコンデンサ１１−１〜１３−１のそれぞれの端子間電圧を検出することができる。さらに、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１、及び端子間電圧Ｖ１３−１を加算することで、電池セルｂ１のセル電圧を検出することができる。検出部２１は、検出した電池セルｂ１のセル電圧をマイコン７に出力する。
【００４４】
検出部２１は、読み取った入力端子ａ４の電圧と入力端子ａ５の電圧との差分をコンデンサ１１−２の端子間電圧Ｖ１１−２として検出する。検出部２１は、読み取った入力端子ａ５の電圧と入力端子ａ６の電圧との差分をコンデンサ１２−２の端子間電圧Ｖ１２−２として検出する。検出部２１は、読み取った入力端子ａ６の電圧と入力端子ａ７の電圧との差分をコンデンサ１３−２の端子間電圧Ｖ１３−２として検出する。
このように、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−２、端子間電圧Ｖ１２−２、及び端子間電圧Ｖ１３−２を求めることで、コンデンサ回路１０−２のコンデンサ１１−２〜１３−２のそれぞれの端子間電圧を検出することができる。さらに、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−２、端子間電圧Ｖ１２−２、及び端子間電圧Ｖ１３−２を加算することで、電池セルｂ２のセル電圧を検出することができる。
【００４５】
比較部２２は、一のコンデンサ回路１０に含まれる複数のコンデンサ１１〜１３の各端子間電圧Ｖを互いに比較する比較処理を、任意のコンデンサ回路１０又は二以上のコンデンサ回路１０のそれぞれについて実行する。例えば、比較部２２は、比較処理をコンデンサ回路１０−１〜１０−ｎのそれぞれにおいて実行してもよい。また、比較部２２は、比較処理をコンデンサ回路１０−１及び１０−２のそれぞれにおいて実行してもよい。本実施形態では、比較部２２は、説明の便宜上、コンデンサ回路１０−１及び１０−２のそれぞれにおいて実行する。
【００４６】
例えば、比較部２２は、コンデンサ回路１０−１に対する比較処理として、検出部２１で検出した端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１、及び端子間電圧Ｖ１３−１のそれぞれを比較し、コンデンサ回路１０−１における端子間電圧同士の差分ΔＶを複数求める。具体的には、比較部２２は、端子間電圧Ｖ１１−１と端子間電圧Ｖ１２−１との差分ΔＶａ１、端子間電圧Ｖ１２−１と端子間電圧Ｖ１３−１との差分ΔＶｂ１、及び端子間電圧Ｖ１３−１と端子間電圧Ｖ１１−１との差分ΔＶｃ１を求める。
【００４７】
例えば、比較部２２は、コンデンサ回路１０−２に対する比較処理として、検出部２１で検出した端子間電圧Ｖ１１−２、端子間電圧Ｖ１２−２、及び端子間電圧Ｖ１３−２のそれぞれを比較し、コンデンサ回路１０−２における端子間電圧同士の差分ΔＶを求める。具体的には、比較部２２は、端子間電圧Ｖ１１−２と端子間電圧Ｖ１２−２との差分ΔＶａ２、端子間電圧Ｖ１２−２と端子間電圧Ｖ１３−２との差分ΔＶｂ２、及び端子間電圧Ｖ１３−２と端子間電圧Ｖ１１−２との差分ΔＶｃ２を求める。
【００４８】
判定部２３は、比較部２２の比較処理の結果に基づいて、比較処理の対象であるコンデンサ回路１０の異常の有無を判定する判定処理を実行する。
【００４９】
判定部２３は、判定処理として、比較処理で得られた端子間電圧同士の複数の差分Δのうち、少なくとも一つが第１の範囲を超える場合には、当該差分ΔＶを有するコンデンサ回路１０に異常があると判定する。本実施形態では、判定部２３は、コンデンサ回路１０−１及びコンデンサ回路１０−２のそれぞれに対して上記判定処理を行う。
【００５０】
ところで、検出部２１は、各セル電池ｂのセル電圧をマイコン７に一定周期で出力している。そして、マイコン７は、検出部２１から出力された各セル電圧の異常の有無を判定している。ここで、例えば、コンデンサ回路１０−１に異常があると、実際の電池セルｂ１のセル電圧が正常であったとしても、検出部２１で検出される電池セルｂ１のセル電圧は異常値である場合が起こり得る。すなわち、マイコン７は、コンデンサ回路１０−１に異常があると、電池セルｂ１のセル電圧が異常であると判定してしまう可能性がある。そして、車両走行システムＡは、電池セルｂ１のセル電圧が異常であると判定されると、安全上、上記車両の走行を停止させてしまう場合がある。ただし、即座に車両の走行が停止されると、例えば、当該車両が道路の真ん中で停止してしまう場合が考えられる。
【００５１】
したがって、検出部２１は、判定部２３でコンデンサ回路１０に異常があると判定された場合には、当該コンデンサ回路１０（異常コンデンサ回路）に含まれる複数のコンデンサ１１〜１３のうち、端子間電圧Ｖが最も小さいコンデンサの端子間電圧Ｖを、残りのコンデンサの端子間電圧Ｖのいずれか又は残りのコンデンサの端子間電圧Ｖの平均値に置き換える第１の置き換え処理を一定期間だけ実行してもよい。したがって、例えば、検出部２１は、判定部２３でコンデンサ回路１０−１に異常があると判定された場合には、複数のコンデンサ１１−１〜１３−１のうち、端子間電圧Ｖが最も小さいコンデンサの端子間電圧Ｖを、残りのコンデンサの端子間電圧Ｖのいずれか又は残りのコンデンサの端子間電圧Ｖの平均値に置き換える第１の置き換え処理を一定期間だけ実行する。これにより、検出部２１は、例えばコンデンサ回路１０−１に異常があると判定された場合には、一定期間だけ、正常時の電池セルｂ１のセル電圧をマイコン７に出力することが可能となり、即座に車両の走行が停止されることを抑制することができる。したがって、車両のリンプホーム制御に寄与することができる。
【００５２】
判定部２３は、判定処理において異常があると判定されたコンデンサ回路１０である異常コンデンサ回路において、複数の差分ΔＶのうち、少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えたか否かを判定してもよい。検出部２１は、異常コンデンサ回路において、複数の差分ΔＶのうち、少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えたと判定された場合には、異常コンデンサ回路の各端子間電圧を、異常コンデンサ回路とは異なるコンデンサ回路１０から得られた各端子間電圧に置き換える第２の置き換え処理を行ってもよい。
【００５３】
例えば、判定部２３でコンデンサ回路１０−１に異常があると判定され、コンデンサ回路１０−２に異常がないと判定されたとする。この場合には、異常コンデンサ回路は、コンデンサ回路１０−１となる。そして、判定部２３は、差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のうち、少なくともいずれかの差分ΔＶが第２の範囲を超えたと判定したとする。この場合には、検出部２１は、コンデンサ回路１０−１の端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１及び端子間電圧Ｖ１３−１を、コンデンサ回路１０−２の端子間電圧Ｖ１１−２、端子間電圧Ｖ１２−２及び端子間電圧Ｖ１３−２に置き換える第２の置き換え処理を行ってもよい。これにより、検出部２１は、例えばコンデンサ回路１０−１に異常があると判定された場合には、一定期間だけ、正常時の電池セルｂ１のセル電圧をマイコン７に送信することができ、即座に車両の走行が停止されることを抑制することができる。したがって、車両のリンプホーム制御に寄与することができる。
【００５４】
次に、本実施形態に係る制御部２０の動作について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るコンデンサ回路１０−１に対する制御部２０の動作のフロー図である。なお、説明の便宜上、コンデンサ回路１０−１に対する制御部２０の動作を説明するが、コンデンサ回路１０−１以外のコンデンサ回路１０−２〜１０−ｎのそれぞれに対しても図３に示す動作を行ってもよい。
【００５５】
制御部２０は、例えば、組電池１が所定の状態にあるときに、図３に示す動作を行ってもよい。ここで、所定の状態とは、組電池１の出力電圧が安定している状態である。例えば、所定の状態とは、組電池１への充電及び組電池１からインバータ４や走行モータ５への放電が行われない状態である。例えば、所定の状態とは、第１のコンタクタ２及び第２のコンタクタ３が開状態である状態である。
【００５６】
検出部２１は、所定の状態において、コンデンサ１１−１の端子間電圧Ｖ１１−１、コンデンサ１２−１の端子間電圧Ｖ１２−１及びコンデンサ１３−１の端子間電圧Ｖ１３−１を検出する（ステップＳ１０１）。そして、検出部２１は、検出した端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１及び端子間電圧Ｖ１３−１を比較部２２に出力する。
【００５７】
次に、比較部２２は、端子間電圧Ｖ１１−１、端子間電圧Ｖ１２−１及び端子間電圧Ｖ１３−１の端子間電圧同士の差分ΔＶを複数求める比較処理を実行する。具体的には、比較部２２は、端子間電圧Ｖ１１−１と端子間電圧Ｖ１２−１との差分ΔＶａ１、端子間電圧Ｖ１２−１と端子間電圧Ｖ１３−１との差分ΔＶｂ１、及び端子間電圧Ｖ１３−１と端子間電圧Ｖ１１−１との差分ΔＶｃ１を求める比較処理を実行する（ステップＳ１０２）。比較部２２は、差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１を判定部２３に出力する。
【００５８】
判定部２３は、比較処理で得られた差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のうち、少なくとも一つが第１の範囲を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。判定部２３は、比較処理で得られた差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のすべてが第１の範囲内にあると判定した場合には、コンデンサ回路１０−１に異常がないと判定する（ステップＳ１０４）。一方、判定部２３は、比較処理で得られた差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のうち、少なくとも一つが第１の範囲を超える場合には、コンデンサ回路１０−１に異常があると判定する（ステップＳ１０５）。すなわち、判定部２３は、比較処理で得られた差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のすべてが第１の範囲内にあると判定されなかった場合には、コンデンサ回路１０−１に異常があると判定する。この異常とは、例えば、コンデンサ１１−１〜１３−１のうち、少なくともいずれかのコンデンサが電荷を貯める能力が低下したことである。
【００５９】
判定部２３は、コンデンサ回路１０−１に異常があると判定した場合において、差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のうち、少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
【００６０】
検出部２１は、ステップＳ１０６において判定部２３により差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のすべてが第２の範囲内にあると判定された場合には、一定期間だけ第１の置き換え処理を実行する（ステップＳ１０７）。すなわち、検出部２１は、複数のコンデンサ１１−１〜１３−１のうち、端子間電圧Ｖが最も小さいコンデンサの端子間電圧Ｖを、残りのコンデンサの端子間電圧Ｖのいずれか又は残りのコンデンサの端子間電圧Ｖの平均値に置き換える第１の置き換え処理を一定期間だけ実行する。
【００６１】
一方、検出部２１は、ステップＳ１０６において判定部２３により差分ΔＶａ１、差分ΔＶｂ１及び差分ΔＶｃ１のいずれかが第２の範囲を超えると判定された場合には、一定期間だけ第２の置き換え処理を実行する（ステップＳ１０８）。すなわち、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１〜Ｖ１３−１を、コンデンサ回路１０−１以外で異常コンデンサ回路ではないコンデンサ回路の端子間電圧Ｖ１１〜Ｖ１３に置き換える第２の置き換え処理を一定期間だけ実行する。
【００６２】
例えば、端子間電圧Ｖ１１−１＝４．０１０Ｖ、端子間電圧Ｖ１２−１＝３．９９０Ｖ、及び端子間電圧Ｖ１３−１＝３．９６０Ｖであったとする。この場合には、差分ΔＶａ１＝２０ｍＶ、差分ΔＶｂ１＝３０ｍＶ、及び差分ΔＶｃ１＝５０ｍＶとなる。ここで、第１の範囲が±４０ｍＶであり、第２の範囲が±１００ｍＶとすると、判定部２３は、差分ΔＶｃ１が第１の範囲を超えると判定するため、コンデンサ回路１０−１に異常があると判定する。ただし、差分ΔＶｃ１が第２の範囲を超えてはいないため、検出部２１は、第１の置き換え処理を実行する。例えば、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１〜Ｖ１３−１のうち最も小さい電圧である端子間電圧Ｖ１３−１を、４．０１０Ｖ又は３．９９０Ｖに置き換える第１の置き換え処理を実行する。なお、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１〜Ｖ１３−１のうち最も小さい電圧である端子間電圧Ｖ１３−１を、４．０００Ｖ（＝（４．０１０Ｖ＋３．９９０Ｖ）／２）に置き換える第１の置き換え処理を実行してもよい。
【００６３】
次に、例えば、端子間電圧Ｖ１１−１＝４．０００Ｖ、端子間電圧Ｖ１２−１＝３．９００Ｖ、及び端子間電圧Ｖ１３−１＝３．８００Ｖであったとする。また、端子間電圧Ｖ１１−２＝４．０１０Ｖ、端子間電圧Ｖ１２−２＝３．９９０Ｖ、及び端子間電圧Ｖ１３−２＝３．９９０Ｖであったとする。ここで、第１の範囲が±４０ｍＶであり、第２の範囲が±１００ｍＶとすると、判定部２３は、差分ΔＶａ１〜差分ΔＶｃ１のそれぞれが第２の範囲を超えていると判定するため、コンデンサ回路１０−１に異常があると判定し、第２の置き換え処理を実行する。例えば、検出部２１は、端子間電圧Ｖ１１−１を４．０１０Ｖ（＝Ｖ１１−２）、端子間電圧Ｖ１２−１を３．９９０Ｖ（＝Ｖ１２−２）、端子間電圧Ｖ１３−１を３．９９０（＝Ｖ１３−２）に置き換える第２の置き換え処理を実行する。
【００６４】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００６５】
（変形例１）上記実施形態では、コンデンサ回路１０は、直列に接続された３つのコンデンサ１１〜１３を備える場合について説明したが、コンデンサの数には特に限定されない。例えば、コンデンサ回路１０は、直列に接続された２つ以上のコンデンサを備えていればよく、直列に接続された２つのコンデンサを備えてもよいし、直列に接続された４つ以上のコンデンサを備えてもよい。
【００６６】
（変形例２）上記実施形態では、判定部２３は、判定処理として、比較処理で得られた端子間電圧同士の複数の差分Δのうち、少なくとも一つが第１の範囲を超える場合には、当該差分ΔＶを有するコンデンサ回路１０に異常があると判定したが、これに限定されない。例えば、比較部２２は、比較処理として、各端子間電圧と定格値とを比較してもよい。そして、判定部２３は、当該比較処理の結果、複数の端子間電圧（例えば、端子間電圧Ｖ１１〜Ｖ１３）のうち、定格値よりも低い端子間電圧がある場合には、当該端子間電圧のコンデンサに異常があると判定してもよい。なお、当該コンデンサに異常があると判定することは、当該コンデンサを含むコンデンサ回路１０に異常があると判定することになる。    
【００６７】
変形例２の判定部２３は、判定処理に対象であるコンデンサ回路１０に並列に接続されている電池セルｂのＳＯＣ（State Of Charge）から当該コンデンサ回路１０に含まれる各コンデンサ１１〜１３の電圧値を推測し、この推測値に基づいて上記定格値を求めてもよい。変形例２の判定部２３は、推測した推測値の平均値や中央値を上記定格値としてもよい。変形例２の判定部２３は、推測した推測値の最小値を上記定格値としてもよい。
なお、変形例２の検出部２１は、変形例２における判定処理において異常と判定されたコンデンサの端子間電圧を、残りのコンデンサの端子間電圧Ｖのいずれか又は残りのコンデンサの端子間電圧Ｖの平均値に置き換えてもよい。例えば、変形例２の検出部２１は、変形例２における判定処理においてコンデンサ１１−１が異常と判定された場合には、端子間電圧Ｖ１１−１を、残りのコンデンサの端子間電圧Ｖ１２−１及びＶ１３−１のいずれか又は残りのコンデンサの端子間電圧Ｖ１２−１及びＶ１３−１の平均値に置き換えてもよい。
【００６８】
また、変形例２の判定部２３は、異常があると判定したコンデンサを含むコンデンサ回路１０である異常コンデンサ回路において、複数の差分ΔＶのうち、少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えたか否かを判定してもよい。そして、変形例２の判定部２３は、異常コンデンサ回路において、複数の差分ΔＶのうち、少なくとも一つが第１の範囲よりも大きい第２の範囲を超えたと判定した場合には、第２の置き換え処理を実行してもよい。例えば、変形例２の検出部２１は、変形例２における判定処理においてコンデンサ１１−１が異常と判定され、変形例２の判定部２３により差分ΔＶａ１〜差分ΔＶｃ１のそれぞれが第２の範囲を超えているか否かを判定された場合には、第２の置き換え処理を実行してもよい。
【００６９】
以上、説明したように、本実施形態に係る電圧検出装置６は、各電池セルｂにそれぞれ並列に接続され、複数のコンデンサを直列に接続したコンデンサ回路１０と、前記複数のコンデンサの各端子間電圧を検出する制御部２０と、を備える。
【００７０】
このような構成によれば、電圧検出装置６セル電圧の検出精度を向上させることができる。
【００７１】
ところで、一般的に走行用バッテリの各電池セルの電圧は、通常３〜５Ｖ程度である。ただし、全固体電池に代表される次世代電池では、各電池セルの電圧が５Ｖ以上（例えば、例えば１２Ｖ）になる場合がある。そのため、次世代電池の各電池セルの電圧を検出する場合には、電池監視ＩＣ（電圧検出装置）の各電池セルの電圧の検出範囲を向上させなければならない。ただし、電池が変更される度に電池監視ＩＣも変更していたのではコスト増となる。そこで、電池セルに対し並列に複数の抵抗器を直列に接続し、セル電圧を分圧することで上述したような単セル電圧の高電圧化に対応することが可能である。
ただし、抵抗分圧では、暗電流の増大を抑制するために、上記抵抗器の抵抗値を大きくしなければならず、ノイズタフネスが低下する。
そこで、本実施形態の電圧検出装置６は、コンデンサによる容量分圧を採用することで、上記暗電流の増大を抑制し、ノイズタフネスを向上させることができる。その結果、電圧検出装置６は、セル電圧の検出精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  組電池
ｂ１〜ｂｎ  電池セル
２  第１のコンタクタ
３  第２のコンタクタ
４  インバータ
５  走行モータ
６  電圧検出装置
７  マイコン
８  バッテリＥＣＵ
１０  コンデンサ回路
１１〜１３  コンデンサ
２０  制御部
２１  検出部
２２  比較部
２３  判定部
【図１】
2020122665.tif 000003
【図２】
2020122665.tif 000004
【図３】
2020122665.tif 000005