(57)【要約】【課題】部品点数の低減を図ることができるフライングキャパシタ方式の電圧監視装置を提供する。【解決手段】組電池１を構成する各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、隣接するキャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３の数だけ間隔のあいた電極端子に、キャパシタにおける一対の独立端Ａ１、Ａ２を接続する第１入力側スイッチＳＷｉと、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、前記第１入力側スイッチＳＷｉが接続された電極端子以外の電極端子に、キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３を接続する第２入力側スイッチＳＷｊと、を備え、第２入力側スイッチＳＷｊの数が、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、第１入力側スイッチＳＷｉが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少なくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル（Ｖ１〜Ｖ１４）が直列に接続されて構成される組電池（１）の電圧を監視するフライングキャパシタ方式の電圧監視装置であって、
直列に接続された複数のキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を有するキャパシタ回路（２２）と、
前記複数の電池セルの電極端子（Ｔ１〜Ｔ１５）のうち、隣接する前記キャパシタ間の接続端（Ａ３）の数だけ間隔のあいた前記電極端子に、前記複数のキャパシタにおける一対の独立端（Ａ１、Ａ２）を接続する複数の第１入力側スイッチ（ＳＷｉ）と、
前記複数の電池セルの電極端子のうち、前記第１入力側スイッチが接続された電極端子以外の電極端子に、前記接続端を接続する複数の第２入力側スイッチ（ＳＷｊ）と、
前記複数の第１入力側スイッチおよび前記複数の第２入力側スイッチを所定の順序でオンすることで、少なくとも１つの前記電池セルの電圧を前記キャパシタに印加する入力側スイッチ制御手段（２５ａ）と、
複数の入力端子（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、前記複数の入力端子間の電圧を検出する電圧検出手段（２４）と、
前記一対の独立端および前記接続端に、前記複数の入力端子を接続する複数の出力側スイッチ（ＳＷ１６〜ＳＷ１８）と、
前記複数の出力側スイッチを所定の順序でオンすることで、前記一対の独立端および前記接続端の少なくとも２つを前記複数の入力端子に接続して、少なくとも１つのキャパシタに蓄えられた蓄電電圧を前記電圧検出手段の前記入力端子に印加する出力側スイッチ制御手段（２５ｂ）と、を備え、
前記複数の第２入力側スイッチの数は、前記複数の電池セルの電極端子のうち、前記第１入力側スイッチが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少ないことを特徴とする電圧監視装置。
【請求項２】
前記複数の電池セルの電極端子うち、最も高電圧側の電池セルを高電圧セルとし、最も低電圧側の電池セルを低電圧セルとしたとき、
前記第１入力側スイッチおよび前記第２入力側スイッチのうち、一方の入力側スイッチは、少なくとも前記高電圧セルの電極端子、および前記低電圧セルの電極端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧監視装置。
【請求項３】
前記電圧検出手段は、
前記複数のキャパシタそれぞれに対応して設けられ、対応する前記キャパシタに蓄えられた蓄電電圧を個別に検出する複数の個別電圧検出部（２５１、２５２）と、
前記複数のキャパシタそれぞれに蓄えられた蓄電電圧を一括して検出する一括電圧検出部（２５３）と、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電圧監視装置。
【請求項４】
前記個別電圧検出部は、前記キャパシタに蓄えられた蓄電電圧を、所定の第１増幅率で増幅して出力するように構成され、
前記一括電圧検出部は、前記複数のキャパシタそれぞれに蓄えられた蓄電電圧を、予め前記第１増幅率と異なる増幅率に設定された第２増幅率で増幅して出力するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電圧監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルを直列に接続して構成される組電池の電圧を複数のキャパシタを用いて監視するフライングキャパシタ方式の電圧監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載される車載高圧バッテリのように、多数個の電池セルを直列に接続して構成した組電池の電圧を監視する電圧監視装置として、キャパシタを利用する装置（フライングキャパシタ方式の電圧監視装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１には、直列接続された一対のキャパシタ（第１、第２キャパシタ）を用いて、組電池における隣接する２つの電池セルの電圧を並列に検出する技術（ダブルフライングキャパシタ方式）が開示されている。
【０００４】
具体的には、特許文献１に記載の電圧監視装置は、各電池セルの電極端子のうち、第４ｍ−１番目（ｍ＝正の整数）の電極端子を第１キャパシタの独立端に接続する複数の入力側スイッチ、第４ｍ＋１番目の電極端子を第２キャパシタの独立端に接続する複数の入力側スイッチ、第２ｍ番目の電極端子を第１、第２キャパシタの接続端に接続する複数の入力側スイッチを備え、各入力側スイッチを順次オンすることで、電池セルの電圧を各キャパシタに印加する構成となっている。なお、Ｎ個の電池セルを直列接続した組電池には、Ｎ＋１個の電極端子が存在することから、Ｎ＋１個の入力側スイッチが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８３２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置において、特許文献１の如く、各電池セルの電極端子の全てに対して入力側スイッチを接続する構成とすると、入力側スイッチの数が多くなり、電圧監視装置２の構成部品の部品点数が増加する。特に、各電池セルの電極端子それぞれに接続される各入力側スイッチは、組電池側に過電圧等が生じた際に故障しないように、高価な高耐圧素子で構成する必要があり、入力側スイッチの数が多いと、それだけ電圧監視装置全体としてのコストが上昇してしまう。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、部品点数の低減を図ることができるフライングキャパシタ方式の電圧監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、複数の電池セル（Ｖ１〜Ｖ１４）が直列に接続されて構成される組電池（１）の電圧を監視するフライングキャパシタ方式の電圧監視装置を対象としている。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、直列に接続された複数のキャパシタ（Ｃ１、Ｃ２）を有するキャパシタ回路（２２）と、複数の電池セルの電極端子（Ｔ１〜Ｔ１５）のうち、隣接するキャパシタ間の接続端（Ａ３）の数だけ間隔のあいた電極端子に、複数のキャパシタにおける一対の独立端（Ａ１、Ａ２）を接続する複数の第１入力側スイッチ（ＳＷｉ）と、複数の電池セルの電極端子のうち、第１入力側スイッチが接続された電極端子以外の電極端子に、接続端を接続する複数の第２入力側スイッチ（ＳＷｊ）と、複数の第１入力側スイッチおよび複数の第２入力側スイッチを所定の順序でオンすることで、少なくとも１つの電池セルの電圧をキャパシタに印加する入力側スイッチ制御手段（２５ａ）と、複数の入力端子（Ｂ１〜Ｂ３）を有し、複数の入力端子間の電圧を検出する電圧検出手段（２４）と、一対の独立端および接続端に、複数の入力端子を接続する複数の出力側スイッチ（ＳＷ１６〜ＳＷ１８）と、複数の出力側スイッチを所定の順序でオンすることで、一対の独立端および接続端の少なくとも２つを複数の入力端子に接続して、少なくとも１つのキャパシタに蓄えられた蓄電電圧を電圧検出手段の入力端子に印加する出力側スイッチ制御手段（２５ｂ）と、を備え、複数の第２入力側スイッチの数は、複数の電池セルの電極端子のうち、第１入力側スイッチが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少ないことを特徴とする。
【００１０】
これによれば、高耐圧性が要求される第１、第２入力側スイッチの総数が、各電池セルの電極端子の総数よりも少なくなるので、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置における構成部品の部品点数を低減できる。
【００１１】
この際、各電池セルのうち、第２入力側スイッチが接続されていない電極端子を有する電池セル（未接続セル）については、当該未接続セルに近接する電池セルと共に一括して電圧検出すればよい。例えば、未接続セルの近接する電池セルの電極端子に接続された第１入力側スイッチをオンすることで、未接続セル、およびこれに近接する電池セルからなる電池ブロックの電圧を各キャパシタの独立端に印加し、各キャパシタに印加された電圧を、電圧検出手段にて、未接続セル、およびこれに近接する電池セルからなる電池ブロックの電圧として検出すればよい。
【００１２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る電圧監視装置を含む監視システムの概略構成図である。
【図２】第２実施形態に係る電圧監視装置を含む監視システムの概略構成図である。
【図３】他の実施形態に係る電圧監視装置を含む監視システムの概略構成図である。
【図４】他の実施形態に係る電圧監視装置を含む監視システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。本実施形態では、組電池１を構成する車載高圧バッテリを監視する監視システムに本発明の電圧監視装置２を適用している。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の監視システムは、主たる要素として、組電池１と、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置２とを備えている。
【００１７】
組電池１は、例えば、インバータを介して車両走行用の電動機（走行用モータ）に電力を供給するものである。本実施形態の組電池１は、充放電の最小単位であるｎ個（本実施形態では１４個）の電池セルＶ１〜Ｖ１４を直列に接続して構成された直列接続体である。なお、電池セルＶ１〜Ｖ１４としては、充放電可能なリチウムイオン電池や鉛蓄電池等が用いられる。
【００１８】
このように構成される組電池１は、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子（正極端子および負極端子）Ｔ１〜Ｔ１５に接続された複数の検出ラインを介して電圧監視装置２が接続されている。
【００１９】
各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５は、各電池セル間の電極端子Ｔ２〜Ｔ１４、最も高電圧側の電池セル（高電圧側セル）Ｖ１４の正極端子Ｔ１５、および最も低電圧側の電池セル（低電圧側セル）Ｖ１の負極端子Ｔ１で構成されている。なお、組電池１を構成する電池セルの数がｎ個である場合、各電池セルの電極端子の数はｎ＋１個となる。つまり、電極端子Ｔ１〜Ｔ１５の数は、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の数よりも１つ多い数となる。
【００２０】
次に、本実施形態に係る電圧監視装置２について説明する。本実施形態の電圧監視装置２は、ダブルフライングキャパシタ方式が採用されており、直列に接続された一対のキャパシタＣ１、Ｃ２を用いて、組電池１における各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電圧を検出する構成となっている。
【００２１】
本実施形態の電圧監視装置２は、入力側接続切替回路２１、キャパシタ回路２２、出力側接続切替手段を構成する出力側接続切替回路２３、電圧検出手段を構成する電圧検出回路２４、マイクロコンピュータ２５（以下、マイコン２５と略称する。）を備えている。
【００２２】
入力側接続切替回路２１は、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５を、キャパシタ回路２２における一対のキャパシタＣ１、Ｃ２の独立端Ａ１、Ａ２、および一対のキャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３に順次接続するスイッチング回路である。この入力側接続切替回路２１を作動させることで、少なくとも１つの電池セルＶ１〜Ｖ１４の電圧をキャパシタＣ１、Ｃ２に印加（充電）することが可能となっている。
【００２３】
本実施形態の入力側接続切替回路２１は、各キャパシタＣ１、Ｃ２における独立端Ａ１、Ａ２に接続される複数の第１入力側スイッチＳＷｉ（ｉ：１〜１５における奇数）、および各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３に接続される複数の第２入力側スイッチＳＷｊ（ｊ：２、１４）を有する。
【００２４】
第１入力側スイッチＳＷiは、電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３の数（本実施形態では１個）だけ間隔のあいた電極端子に、各キャパシタＣ１、Ｃ２の独立端Ａ１、Ａ２を接続するスイッチである。
【００２５】
具体的には、本実施形態の第１入力側スイッチＳＷｉは、電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、１個ずつ間隔のあいた電極端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１５に接続されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、第１入力側スイッチＳＷｉのうち、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５を電位の低いものから順に数えたときに、第［４ｍ−１］番目（正の整数）の電極端子Ｔ３、Ｔ７、Ｔ１１、Ｔ１５に接続される第１入力側スイッチＳＷ３、ＳＷ７、ＳＷ１１、ＳＷ１５が、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１に接続されている。
【００２７】
また、本実施形態では、第１入力側スイッチＳＷｉのうち、第［４ｍ−３］番目（正の整数）の電極端子Ｔ１、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３に接続される第１入力側スイッチＳＷ１、ＳＷ５、ＳＷ９、ＳＷ１３が、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２に接続されている。
【００２８】
第２入力側スイッチＳＷｊは、電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、第１入力側スイッチＳＷｉが接続された電極端子以外の電極端子の一部に、各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３を接続するスイッチである。
【００２９】
この第２入力側スイッチＳＷｊ（ＳＷ２、ＳＷ１４）は、第１入力側スイッチＳＷｉが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少ない数のスイッチで構成されている。具体的には、本実施形態の第２入力側スイッチＳＷｊは、電池セルＶ１〜Ｖ１４のうち、高電圧側セルＶ１４の電極端子Ｔ１４、および低電圧側セルＶ１の電極端子Ｔ２に接続されている。
【００３０】
各入力側スイッチＳＷ１〜ＳＷ１５は、半導体スイッチであり、後述するマイコン２５からの指令信号に応じてオンオフが切替制御される。
【００３１】
例えば、電池セルＶ１、Ｖ２の電圧を第１、第２キャパシタＣ１、Ｃ２に充電する際には、マイコン２５にて入力側接続切替回路２１の第１入力側スイッチＳＷ１、ＳＷ３および第２入力側スイッチＳＷ２が同時にオンに切り替えられる。
【００３２】
これにより、電池セルＶ１の電極端子Ｔ１、Ｔ２が第２キャパシタＣ２の両端（独立端Ａ２、接続端Ａ３）に接続されると共に、電池セルＶ２の電極端子Ｔ２、Ｔ３が第１キャパシタＣ１の両端（独立端Ａ１、接続端Ａ３）に接続され、電池セルＶ１の電圧が第２キャパシタＣ２に充電されると共に、電池セルＶ２の電圧が第１キャパシタＣ１に充電される。
【００３３】
また、各電池セルＶ１〜Ｖ１４のうち、電極端子に第２入力側スイッチが接続されていない電池セル（未接続セル）Ｖ３〜Ｖ１２の電圧を第１、第２キャパシタＣ１、Ｃ２に充電する際には、マイコン２５にて電圧検出対象となる未接続セル、およびこれに近接する電池セル（電圧検出対象となっていない未接続セルを含む。）の電極端子に接続された第１入力側スイッチがオンに切り替えられる。
【００３４】
これにより、電圧検出対象となる未接続セルの電極端子、およびこれに近接する電池セルが、各キャパシタＣ１、Ｃ２の独立端Ａ１、Ａ２）に接続され、未接続セルおよびこれに近接する電池セルの電圧が一括して各キャパシタＣ１、Ｃ２に充電される。
【００３５】
例えば、未接続セルである電池セルＶ３の電圧を第１、第２キャパシタＣ１、Ｃ２に充電する際には、マイコン２５にて電池セルＶ３の電極端子Ｔ３、および電池セルＶ３に近接する電池セルＶ４の電極端子Ｔ５に接続された第１入力側スイッチＳＷ３、ＳＷ５が同時にオンに切り替えられる。
【００３６】
これにより、電池セルＶ３の電極端子Ｔ３が第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１に接続されると共に、電池セルＶ４の電極端子Ｔ５が第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２に接続され、電池セルＶ３の電圧、および電池セルＶ４の電圧が一括して各キャパシタＣ１、Ｃ２に充電される。
【００３７】
キャパシタ回路２２は、直列に接続された一対のキャパシタＣ１、Ｃ２で構成されている。この一対のキャパシタＣ１、Ｃ２は、静電容量が等しいものを採用している。なお、キャパシタ回路２２において、一対のキャパシタＣ１、Ｃ２を接続する接点が接続端Ａ３を構成し、各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３と反対側が独立端Ａ１、Ａ２を構成している。
【００３８】
出力側接続切替回路２３は、一対のキャパシタＣ１、Ｃ２における独立端Ａ１、Ａ２、および接続端Ａ３を、電圧検出回路２４に設けられた第１〜第３入力端子Ｂ１〜Ｂ３に接続するスイッチング回路である。
【００３９】
この出力側接続切替回路２３を作動させることで、各キャパシタＣ１、Ｃ２のうち、少なくとも一方に充電された蓄電電圧（充電量）を電圧検出回路２４の各入力端子Ｂ１〜Ｂ３に印加することが可能となっている。
【００４０】
本実施形態の出力側接続切替回路２３は、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１に接続される第１出力側スイッチＳＷ１６、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２に接続される第２出力側スイッチＳＷ１７、および各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３に接続される第３出力側スイッチＳＷ１８を有する。
【００４１】
第１出力側スイッチＳＷ１６は、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１を電圧検出回路２４の第１入力端子Ｂ１に接続するスイッチである。第２出力側スイッチＳＷ１７は、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２を電圧検出回路２４の第２入力端子Ｂ２に接続するスイッチである。また、第３出力側スイッチＳＷ１８は、各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３を電圧検出回路２４の第３入力端子Ｂ３に接続するスイッチである。
【００４２】
これら出力側スイッチＳＷ１６〜ＳＷ１８は、半導体スイッチであり、後述するマイコン２５からの指令信号に応じてオンオフが切替制御される。
【００４３】
例えば、第１、第２キャパシタＣ１、Ｃ２に蓄電された蓄電電圧を個別に電圧検出回路２４に印加する際には、マイコン２５にて出力側接続切替回路２３の各出力側スイッチＳＷ１６〜ＳＷ１８がオンに切り替えられる。
【００４４】
これにより、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１に第１入力端子Ｂ１が接続されると共に、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２に第２入力端子Ｂ２が接続され、さらに、各キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３に第３入力端子Ｂ３が接続され、各キャパシタＣ１、Ｃ２の蓄電電圧が電圧検出回路２４に個別に印加される。
【００４５】
また、各キャパシタＣ１、Ｃ２に蓄電された蓄電電圧を一括して電圧検出回路２４に印加する際には、マイコン２５にて出力側接続切替回路２３の出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１７がオンに切り替えられる。
【００４６】
これにより、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１に電圧検出回路２４の第１入力端子Ｂ１が接続されると共に、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２に電圧検出回路２４の第２入力端子Ｂ２が接続され、各キャパシタＣ１、Ｃ２の蓄電電圧が一括して電圧検出回路２４に印加される。
【００４７】
なお、第１キャパシタＣ１に蓄電された蓄電電圧だけを電圧検出回路２４に印加する際には、出力側接続切替回路２３の出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１８をオンすればよい。また、第２キャパシタＣ２に蓄電された蓄電電圧だけを電圧検出回路２４に印加する際には、出力側スイッチＳＷ１７、ＳＷ１８をオンすればよい。
【００４８】
電圧検出回路２４は、第１入力端子Ｂ１、第２入力端子Ｂ２、および第３入力端子Ｂ３を有し、各入力端子Ｂ１〜Ｂ３間の電圧を検出する電圧検出手段である。
【００４９】
本実施形態の電圧検出回路２４は、第１、第３入力端子Ｂ１、Ｂ３間の電圧を検出する第１差動電圧検出部２４１と、第２、第３入力端子Ｂ２、Ｂ３間の電圧を検出する第２差動電圧検出部２４２と、第１、第２入力端子Ｂ１、Ｂ２間の電圧を検出する第３差動電圧検出部２４３と、を有している。
【００５０】
なお、本実施形態では、第１、第２差動電圧検出部２４１、２４２が、各キャパシタＣ１、Ｃ２それぞれに対応して設けられ、対応する前記キャパシタに蓄えられた蓄電電圧を個別に検出する複数の個別電圧検出部を構成している。また、第３差動電圧検出部２４３が、各キャパシタＣ１、Ｃ２それぞれに蓄えられた蓄電電圧を一括して検出する一括電圧検出部を構成している。
【００５１】
本実施形態の第１差動電圧検出部２４１は、第１キャパシタＣ１に蓄えられた蓄電電圧を所定の増幅率（第１増幅率）で増幅して出力する差動増幅回路で構成され、第２差動電圧検出部２４２は、第２キャパシタＣ２に蓄えられた蓄電電圧を所定の増幅率（第１増幅率）で増幅して出力する差動増幅回路で構成されている。
【００５２】
また、本実施形態の第３差動電圧検出部２４３は、各キャパシタＣ１、Ｃ２に蓄えられた蓄電電圧を、予め第１増幅率と異なる増幅率に設定された第２増幅率で増幅して出力する差動増幅回路で構成されている。
【００５３】
なお、各差動電圧検出部２４１〜２４３は、図示しないＡＤ変換器を備えており、各入力端子Ｂ１〜Ｂ３を介して入力された電圧信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換してマイコン２５側に出力するように構成されている。
【００５４】
マイコン２５は、ＣＰＵ、記憶手段を構成するメモリ等からなるマイクロコンピュータであって、メモリに記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する制御手段である。
【００５５】
マイコン２５は、入力側接続切替回路２１、および出力側接続切替回路２３の作動（各スイッチのオンオフ）を制御すると共に、電圧検出回路２４から出力される信号に基づいて、組電池１を構成する各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電圧状態を診断する電圧診断処理等を実行するように構成されている。
【００５６】
具体的には、本実施形態のマイコン２５は、入力側接続切替回路２１の各入力側スイッチを、メモリに記憶された順序に従ってオンすることで、少なくとも１つの電池セルの電圧をキャパシタに印加するように構成されている。
【００５７】
また、マイコン２５は、出力側接続切替回路２３の各出力側スイッチＳＷ１６〜ＳＷ１８をメモリに記憶された順序でオンすることで、キャパシタＣ１、Ｃ２の独立端Ａ１、Ａ２および接続端Ａ３の少なくとも２つを各入力端子Ｂ１〜Ｂ３に接続して、少なくとも１つのキャパシタＣ１〜Ｃ３に蓄えられた蓄電電圧を電圧検出回路２４の入力端子Ｂ１〜Ｂ３に印加するように構成されている。
【００５８】
なお、本実施形態では、マイコン２５における入力側接続切替回路２１の作動を制御する構成が入力側スイッチ制御手段２５ａを構成し、出力側接続切替回路２３の作動を制御する構成が出力側スイッチ制御手段２５ｂを構成している。
【００５９】
次に、本実施形態の電圧監視装置２の作動を説明する。本実施形態では、一対のキャパシタＣ１、Ｃ２それぞれを用いて、代表的な４つの電池セルＶ１〜Ｖ４の電圧監視を行う場合の具体的な作動例について説明する。なお、本作動例では、電池セルＶ１、Ｖ２→Ｖ３、Ｖ４といったように、低電圧側の電池セルから順に監視するものとする。
【００６０】
まず、マイコン２５は、入力側接続切替回路２１の第１、第２入力側スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオンに切り替える。
【００６１】
入力側スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンすると、第２キャパシタＣ２が電池セルＶ１の電極端子Ｔ１、Ｔ２に接続され、第２キャパシタＣ２が充電される。これにより、第２キャパシタＣ２の電圧は、電池セルＶ１と同電圧となる。
【００６２】
また、入力側スイッチＳＷ２、ＳＷ３がオンすると、第１キャパシタＣ１が電池セルＶ２の電極端子Ｔ２、Ｔ３に接続され、第１キャパシタＣ１が充電される。これにより、第１キャパシタＣ１の電圧は、電池セルＶ２と同電圧となる。
【００６３】
その後、マイコン２５は、入力側接続切替回路２1の入力側スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフに切り替えると共に、出力側接続切替回路２３の各出力側スイッチＳＷ１６〜ＳＷ１８をオンに切り替える。
【００６４】
第１、第３出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１８がオンすると、第１キャパシタＣ１が、電圧検出回路２４の第１、第３入力端子Ｂ１、Ｂ３を介して第１差動電圧検出部２４１に接続される。そして、第１差動電圧検出部２４１は、電池セルＶ２と同電圧となる第１キャパシタＣ１の電圧を第１増幅率で増幅して、マイコン２５側へ出力する。
【００６５】
また、第２、第３出力側スイッチＳＷ１７、ＳＷ１８がオンすると、第２キャパシタＣ２が、電圧検出回路２４の第２、第３入力端子Ｂ２、Ｂ３を介して第２差動電圧検出部２４２に接続される。そして、第２差動電圧検出部２４２は、電池セルＶ１と同電圧となる第２キャパシタＣ２の電圧を第１増幅率で増幅して、マイコン２５側へ出力する。
【００６６】
マイコン２５では、電圧検出回路２４から出力された信号に基づいて、電池セルＶ１、Ｖ２の電圧を検出することで、例えば、電池セルＶ１、Ｖ２の過充放電や劣化等の異常の有無を診断する。
【００６７】
次に、マイコン２５は、入力側スイッチＳＷ３、ＳＷ５をオンする。これにより、第１キャパシタＣ１、Ｃ２の独立端Ａ１、Ａ２が、電池セルＶ３の電極端子Ｔ３、および電池セルＶ４の電極端子Ｔ５に接続され、各キャパシタＣ１、Ｃ２が一括して充電される。これにより、各キャパシタＣ１、Ｃ２の電圧は、電池セルＶ３の電圧および電池セルＶ４の電圧を合算した電圧と同電圧となる。
【００６８】
その後、マイコン２５は、入力側スイッチＳＷ３、ＳＷ５をオフすると共に、出力側接続切替回路２３の第１、第２出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１７をオンに切り替える。
【００６９】
第１、第２出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１７がオンすると、各キャパシタＣ１、Ｃ２が、電圧検出回路２４の第１、第２入力端子Ｂ１、Ｂ２を介して第３差動電圧検出部２４３に接続される。そして、第３差動電圧検出部２４３は、各キャパシタＣ１、Ｃ２の電圧を一括して第２増幅率で増幅して、マイコン２５側へ出力する。
【００７０】
マイコン２５では、電圧検出回路２４から出力された信号に基づいて、電池セルＶ３、および電池セルＶ４からなる電池ブロックの電圧（各電池セルＶ３、Ｖ４の電圧の合算値）を検出することで、例えば、電池セルＶ３、および電池セルＶ４からなる電池ブロックの過充放電や劣化等の異常の有無を診断する。
【００７１】
この際、電池セルＶ３、Ｖ４に続いて、電池セルＶ５〜Ｖ１２の電圧監視を行う際には、電池セルＶ３、Ｖ４の電圧検出と同様に、各電池セルＶ５〜Ｖ１２の電極端子に接続される第１入力側スイッチ、および出力側接続切替回路２３の第１、第２出力側スイッチＳＷ１６、ＳＷ１７をオンオフすることで、隣接する電池セルの電圧を一括して検出することができる。
【００７２】
なお、電池セルＶ１３〜Ｖ１４の電圧監視を行う際には、電池セルＶ１、Ｖ２の電圧検出と同様に、各電池セルＶ１３〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１３〜Ｔ１５に接続される各入力側スイッチＳＷ１３〜ＳＷ１５、および出力側接続切替回路２３の各出力側スイッチＳＷ１６〜ＳＷ１８をオンオフすることで、各電池セルＶ１３、Ｖ１４の電圧を個別に検出することができる。
【００７３】
以上説明した本実施形態に係る電圧監視装置２によれば、高耐圧性が要求される第１、第２入力側スイッチの総数が、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５の総数よりも少なくなるので、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置２における構成部品の部品点数を低減できる。この結果、電圧監視装置２全体としてのコスト低減を図ることが可能となる。
【００７４】
この際、各電池セルＶ１〜Ｖ１４のうち、第２入力側スイッチＳＷｊが接続されていない電極端子Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２を有する未接続セルＶ３〜Ｖ１２については、例えば、未接続セルの近接する電池セルの電極端子に接続された第１入力側スイッチをオンすることで、当該未接続セルに近接する電池セルと共に一括して電圧検出することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態の如く、各キャパシタＣ１、Ｃ２間の独立端Ａ１、Ａ２に接続される第１入力側スイッチの数を減らすことなく、接続端Ａ３に接続される第２入力側スイッチの数だけを減らす構成とすれば、複数の電池セル分の電圧を一括して検出する際に、各キャパシタＣ１、Ｃ２を単一の充電手段として機能させることができる。
【００７６】
これにより、複数の電池セル分の電圧を一括して検出するための専用のキャパシタを用意する必要がなく、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置２における構成部品の部品点数を低減できる。
【００７７】
また、本実施形態では、第１、第２差動電圧検出部２４１、２４２とは別個に、各キャパシタＣ１、Ｃ２それぞれに蓄えられた蓄電電圧を一括して検出する第３差動電圧検出部２４３を備える電圧検出回路２４を採用している。これによれば、各キャパシタＣ１、Ｃ２それぞれに蓄えられた蓄電電圧を一括して検出する場合と、個別に検出する場合とで、入力電圧の増幅率を変更したり、入力電圧に応じて内部抵抗等を変更したりできるので、電圧検出回路２４に検出する可能な電圧範囲を容易に拡大することが可能となる。
【００７８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して出力側接続切替回路２３および電圧検出回路２４の回路構成を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００７９】
図２に示すように、本実施形態では、第１実施形態の出力側接続切替回路２３に対して、第４、第５出力側スイッチＳＷ１９、ＳＷ２０を追加し、電圧検出回路２４に対して、第４、第５入力端子Ｂ４、Ｂ５を追加している。
【００８０】
第４出力側スイッチＳＷ１９は、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１、および電圧検出回路２４の第４入力端子Ｂ４に接続されており、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１を第４入力端子Ｂ４に接続するスイッチである。
【００８１】
第５出力側スイッチＳＷ２０は、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２、および電圧検出回路２４の第５入力端子Ｂ５に接続されており、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２を第５入力端子Ｂ５に接続するスイッチである。
【００８２】
続いて、電圧検出回路２４の第４、第５入力端子Ｂ４、Ｂ５は、第３差動電圧検出部２４３に接続されている。このため、第３差動電圧検出部２４３には、第４、第５入力端子Ｂ４、Ｂ５を介して各キャパシタＣ１、Ｃ２の電圧が一括して印加される。
【００８３】
本実施形態では、各キャパシタＣ１、Ｃ２に蓄電された蓄電電圧を一括して電圧検出回路２４に印加する際には、マイコン２５にて出力側接続切替回路２３の第４、第５出力側スイッチＳＷ１９、ＳＷ２０がオンに切り替えられる。
【００８４】
これにより、第１キャパシタＣ１の独立端Ａ１が、電圧検出回路２４の第４入力端子Ｂ４に接続されると共に、第２キャパシタＣ２の独立端Ａ２が、電圧検出回路２４の第５入力端子Ｂ５に接続され、各キャパシタＣ１、Ｃ２の蓄電電圧が一括して電圧検出回路２４に印加される。
【００８５】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の構成によっても、第１、第２入力側スイッチの総数が、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５の総数よりも少なくなるので、フライングキャパシタ方式の電圧監視装置２における構成部品の部品点数を低減可能となる。
【００８６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変更可能である。
【００８７】
（１）上述の各実施形態では、第１入力側スイッチＳＷｉを、奇数番目の電極端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１１、Ｔ１３、Ｔ１５に接続し、第２入力側スイッチＳＷｊを、偶数番目の電極端子Ｔ２、Ｔ１４に接続する例について説明したが、これに限定されない。
【００８８】
第１入力側スイッチＳＷｉが、電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、キャパシタＣ１、Ｃ２間の接続端Ａ３の数だけ間隔のあいた電極端子に接続されていれば、例えば、図３に示すように、第１入力側スイッチＳＷｉを、偶数番目の電極端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２、Ｔ１４に接続し、第２入力側スイッチＳＷｊを、奇数番目の電極端子Ｔ１、Ｔ１５に接続するようにしてもよい。
【００８９】
（２）上述の各実施形態では、偶数個の電池セルを直列に接続した組電池１に電圧監視装置２を適用する例について説明したが、これに限らず、例えば、図４に示すように、奇数個の電池セルを直列に接続した組電池１に電圧監視装置２を適用してもよい。この場合、端数となる電池セルの電圧を一対のキャパシタＣ１、Ｃ２のうち一方を用いて監視すればよい。
【００９０】
（３）上述の各実施形態では、第２入力側スイッチＳＷｊを高電圧セルの電極端子、および低電圧セルの電極端子の双方にだけ接続する例について説明したが、これに限定されない。第２入力側スイッチＳＷｊの数が、各電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、第１入力側スイッチＳＷｉが接続された電極端子以外の電極端子の数よりも少ない構成であれば、第２入力側スイッチＳＷｊを高電圧セルおよび低電圧セルの電極端子以外の電極端子に接続するようにしてもよい。
【００９１】
（４）上述の各実施形態の如く、第２入力側スイッチＳＷｊを高電圧セルの電極端子、および低電圧セルの電極端子の双方に接続することが望ましいが、例えば、組電池１のうち、一部の電池セルだけの電圧を検出するだけでよい場合等には、第２入力側スイッチＳＷｊを高電圧セルの電極端子、および低電圧セルの電極端子以外の電極端子に接続するようにしてもよい。
【００９２】
（５）上述の各実施形態では、直列に接続された一対のキャパシタＣ１、Ｃ２でキャパシタ回路２２を構成する例を説明したが、これに限定されない。第１入力側スイッチＳＷiが、電池セルＶ１〜Ｖ１４の電極端子Ｔ１〜Ｔ１５のうち、キャパシタ間の接続端の数だけ間隔のあいた電極端子に接続されていれば、キャパシタ回路２２を３つ以上のキャパシタを直列に接続した回路で構成してもよい。
【００９３】
（６）上述の各実施形態では、具体例として１４個の電池セルを直列に接続して構成される組電池１に電圧監視装置２を適用する例について説明したが、電圧監視装置２の適用対象は、組電池１を構成する電池セルの個数に制限されない。
【００９４】
（７）上述の各実施形態では、電圧監視装置２を車載高圧バッテリに適用する例について説明したが、車載高圧バッテリに限らず、他のバッテリに適用してもよい。
【００９５】
（８）なお、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１        組電池
２        電圧監視装置
２２      キャパシタ回路
２４      電圧検出回路（電圧検出手段）
２５ａ    入力側スイッチ制御手段
２５ｂ    出力側スイッチ制御手段
ＳＷｉ    第１入力側スイッチ
ＳＷｊ    第２入力側スイッチ
【図１】
2014077656.tif 000003
【図２】
2014077656.tif 000004
【図３】
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【図４】
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