(57)【要約】【課題】本発明の目的は、組電池電圧測定回路の故障箇所、故障状態を検出することを可能にする電池制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に記載の組電池電圧測定装置（１４０）は、複数の二次電池（１１１）を直列に接続した組電池（１１２ａ、１１２ｂ）の電圧を測定し、組電池電圧測定装置（１４０）は、電源ライン（１１３）に直列に接続される複数個の直列抵抗（１４１、１４００）と、前記直列抵抗の末端で接続されるグランド側分圧抵抗（１４１０）と、を有し、前記直列抵抗（１４１）のうち、１か所の抵抗が二直列二並列の回路（１４０１，１４０２，１４０３，１４０４）であり、前記グランド側分圧抵抗（１４１１，１４１２）は、抵抗が二並列となる回路であることを特徴とする【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の二次電池を直列に接続した組電池の電圧を測定する組電池電圧測定装置において、
前記組電池電圧測定装置は、電源ラインに直列に接続される複数個の直列抵抗と、前記直列抵抗の末端で接続されるグランド側分圧抵抗と、を有し、
前記直列抵抗のうち、１か所の抵抗が二直列二並列の回路であり、
前記グランド側分圧抵抗は、抵抗が二並列となる回路であることを特徴とする組電池電圧測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組電池電圧測定装置と、組電池とを備える電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池制御装置の組電池電圧測定装置及びそれを用いた電池制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリシステムはますます安全性向上が求められている。そこでバッテリシステムを監視する為に、リチウムイオン二次電池の総電圧を検出する総電圧検出回路が設けられている。この総電圧検出回路から出力される電圧検出信号は、その後マイクロプロセッサに入力されて、リチウムイオン二次電池の制御に使用される。故障はバッテリシステムにおいて、大きな影響があり、迅速に検出することが求められる。
【０００３】
そのため、総電圧検出回路の故障はバッテリシステムにおいて、大きな影響があり、迅速に検出することが求められる。たとえば特許文献１に記載の電源装置では、組電池電圧を同一抵抗値複数個で構成された直列抵抗と、グランドに接続した抵抗により、組電池制御部の入力電圧範囲に収まるように分圧し、単電池電圧情報との比較で、組電池電圧測定回路の故障を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０４０１２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の発明では、総電圧検出回路において故障が発生した場合、故障箇所、故障状態までは判定できない。そのため、本発明の目的は、組電池電圧測定回路の故障箇所、故障状態を検出することを可能にする電池制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に記載の組電池電圧測定装置（１４０）は、複数の二次電池（１１１）を直列に接続した組電池（１１２ａ、１１２ｂ）の電圧を測定し、組電池電圧測定装置（１４０）は、電源ライン（１１３）に直列に接続される複数個の直列抵抗（１４１、１４００）と、前記直列抵抗の末端で接続されるグランド側分圧抵抗（１４１０）と、を有し、前記直列抵抗（１４１）のうち、１か所が抵抗が二直列二並列の回路（１４０１，１４０２，１４０３，１４０４）であり、前記グランド側分圧抵抗（１４１１，１４１２）は、抵抗が二並列となる回路であることを特徴とする
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複雑な回路、制御を追加せずに、組電池電圧測定回路の故障状態検出が可能な電池制御装置を提供することができる。
【０００８】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を示す電池制御装置とその周辺の構成を示す図。
【図２】図１に示す電池電圧測定回路とその周辺の回路構成を示す図。
【図３】従来の電池電圧測定回路とその周辺の回路構成を示す図。
【図４】従来の電池電圧測定回路と本発明の電池電圧測定回路の結果の違いを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
実施例１では、プラグインハイブリット自動車（ＰＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）に搭載される電池制御装置に対して本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
図１は、電池制御装置１００とその周辺の構成を示す図である。電池制御装置１００は、モータジェネレータ４１０をＰＷＭ制御するインバータ４００に、リレー３００、３１０を介して接続される。車両制御部２００は、組電池制御部１５０、インバータ４００と通信する。
【００１３】
図１の二点鎖で示される領域は電池制御装置１００であり、組電池１１０、単電池管理部１２０、組電池制御部１６０、フォトカプラに代表される絶縁素子１３０を備える。
【００１４】
組電池１１０は、複数の単電池群１１２から構成されている。ここでは２つの単電池群から構成されている場合、すなわち単電池群１１２ａ、１１２ｂ（以下、総称して符号１１２とする場合もある）から構成されている場合を示している。各単電池郡１１２は、複数の単電池１１１から構成される。
【００１５】
単電池管理部１２０は、単電池群１１２ａと１１２ｂに対応する単電池制御部１２１ａと１２１ｂ（以下、総称して符号１２１とする場合もある）を備えている。単電池制御部１２１は、単電池群１１２を構成する単電池１１１の電池電圧や温度などの測定、異常が生じていないかの監視等を行う。
【００１６】
単電池管理部１２０は、単電池制御１２１を管理することで、間接的に単電池１１１を管理する。
【００１７】
組電池制御部１６０は、単電池管理部１２０が絶縁素子１３０を介して送信する単電池１１１の電池電圧、温度情報を受信し、車両制御部２００とは組電池制御情報の送受信を行う。また単電池１１１の電池電圧情報とは別に組電池電圧を、プラス側組電池電圧測定回路１４０a、マイナス側組電池電圧測定回路１４０ｂ（以下、総称して符号１４０とする場合もある）を経由して入力する。本発明の総電圧検回１４０路は当該プラス側組電池電圧測定回路１４０aとマイナス側組電池電圧測定回路１４０ｂの二つを指す。
【００１８】
車両制御部２００は、組車両電池制御部１６０から受信した情報を用いて、インバータ４００を制御する。車両走行中、電池制御装置１００はインバータ４００と接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いて、モータジェネレータ４１０を駆動する。
【００１９】
電池制御装置１００を搭載した車両システムが始動して走行する場合には、車両制御部２００の管理のもと、電池制御装置１００はインバータ４００に接続され、組電池１１０が蓄えているエネルギーを用いてモータジェネレータ４１０を駆動し、回生時はモータジェネレータ４１０の発電電力により組電池１１０が充電される。
【００２０】
図２は従来の電池制御装置１００の組電池電圧測定回路１４０の回路構成を示す図である（プラス側組電池電圧測定回路１４０a、マイナス側組電池電圧測定回路１４０ｂは同一回路構成であり、以下説明はプラス側組電池電圧測定回路１４０aを例とする。）。組電池１１０の電圧を同一抵抗値複数個で構成された直列抵抗１４１、１４００（ここでは同一抵抗が１０直列で構成された場合で説明している）とグランド側分圧抵抗１４１０でマイコン等に代表される組電池制御部１６０のアナログ入力端子の入力レベルに収まるよう分圧する。なお、抵抗値については直列抵抗の方がグランド側分圧抵抗よりも大きなものが用いられる。この回路構成の場合、直列抵抗１４１、１４００又はグランド側分圧抵抗１４１０に故障があった場合、組電池制御部１６０に入力される電圧と、単電池管理部１２０から送られた電池電圧情報との差が発生し、この差をそれぞれが持つ誤差範囲で比較することで、組電池電圧測定回路１４０に故障が発生したことがわかる。
【００２１】
たとえば単電池管理部１２０から送られた電池電圧情報が設計仕様で２％の誤差を持ち、組電池電圧測定回路１４０が設計仕様で５％の誤差をもっていた場合、それぞれの電圧測定結果の差が３％を超えると組電池電圧測定回路１４０が故障していることがわかる。ただしこの場合故障箇所によっては電圧測定の結果が同じになるため、故障箇所、故障状態は判定できない。図２の組電池電圧測定回路１４０では、直列抵抗１４１、１４００のどれか1個が開放故障した場合とグランド側分圧抵抗１４１０が短絡故障した場合はどちらも電圧がほぼ０Ｖとなる。
【００２２】
図３は本発明を表す電池制御装置１００の組電池電圧測定回路１４０の回路構成を示す図である（プラス側組電池電圧測定回路１４０a、マイナス側組電池電圧測定回路１４０ｂは同一回路構成であり、以下説明はプラス側組電池電圧測定回路１４０aを例とする。）。組電池電圧測定回路１４０は同一抵抗値で構成された分圧抵抗１４１（ここでは９直列）と、二直二並列分圧抵１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、）を直列に接続し、グランド側の二並列分圧抵抗１４１１，１４１２と組み合わせることでで、組電池１１０の電圧を二直二並列分圧抵１４０１、１４０２、１４０３、１４０４、および二並列分圧抵抗１４１１，１４１２の故障箇所、故障状態に応じた電圧値に分圧させ、単電池管理部１２０との電圧比較により組電池電圧測定回路１４０の分圧抵抗故障箇所、故障状態を検出する。たとえば単電池管理部１２０から送られた電池電圧情報が設計仕様で２％の誤差を持ち、組電池電圧測定回路１４０が設計仕様で５％の誤差をもっていた場合、それぞれの電圧測定結果の差が３％を超えると組電池電圧測定回路１４０が故障していることがわかる。さらに本発明では二直二並列分圧抵１４０１、１４０２、１４０３、１４０４のどれかひとつが開放故障した場合は正常値に対し５％低下、二直二並列分圧抵１４０１、１４０２、１４０３、１４０４のどれかひとつが短絡故障した場合は正常値に対し５％上昇、二並列分圧抵抗１４１１，１４１２のどちらかが開放故障した場合は正常値に対し９９％上昇（ほぼ２倍）、二並列分圧抵抗１４１１，１４１２のどちらかが短絡故障した場合は正常値に対し９９％低下（ほぼ０Ｖ）となり、故障箇所、故障状態の検出が可能となる。
【００２３】
図４に簡単に結果をまとめる。図４は従来回路と本発明の回路で故障時に、正常時に測定される値からどの程度変化するのかをまとめた図である。この図から明らかなように、本発明の総電圧検出回路を用いることによって、直列抵抗の開放故障、直列抵抗の短絡故障、グランド側分圧抵抗の開放故障、グランド側分圧抵抗の短絡故障の４つの故障モードでそれぞれ違う測定結果とすることができる。したがって、複雑な回路、制御を追加せずに、組電池電圧測定回路の故障状態検出が可能な電池制御装置を提供することができる。
【００２４】
以上、本発明についてまとめる。本発明に記載の組電池電圧測定装置（１４０）は、複数の二次電池（１１１）を直列に接続した組電池（１１２ａ、１１２ｂ）の電圧を測定し、組電池電圧測定装置（１４０）は、電源ライン（１１３）に直列に接続される複数個の直列抵抗（１４１、１４００）と、前記直列抵抗の末端で接続されるグランド側分圧抵抗（１４１０）と、を有し、前記直列抵抗（１４１）のうち、１か所が抵抗が二直列二並列の回路（１４０１，１４０２，１４０３，１４０４）であり、前記グランド側分圧抵抗（１４１１，１４１２）は、抵抗が二並列となる回路であることを特徴とする。このような構成にすることによって、複雑な回路、制御を追加せずに、組電池電圧測定回路の故障状態検出が可能な電池制御装置を提供することができる。
また、さらなる特徴として、本発明の電池制御装置は、組電池電圧測定装置（１４０）と組電池（１１２ａ、１１２ｂ）とを備える。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の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された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１００・・・電池制御装置
１１０・・・組電池
１１１・・・単電池
１１２・・・単電池群
１１３・・・電源ライン
１２０・・・単電池管理部
１２１・・・単電池制御部
１３０・・・絶縁素子
１４０・・・プラス側組電池電圧測定回路
１４１、１４００・・・プラス側組電池電圧測定回路の直列分圧抵抗
１４１０・・・プラス側組電池電圧測定回路グランド側分圧抵抗
１４０１、１４０２、１４０３、１４０４・・・プラス側組電池電圧測定回路の二直二並列分圧抵抗
１４１１、１４１２・・・プラス側組電池電圧測定回路グランド側の二並列分圧抵抗
１４１ｂ・・・マイナス側組電池電圧測定回路
１５０ａ、１６０・・・組電池制御部
２００・・・車両制御部
３００・・・リレー
３１０・・・リレー
４００・・・インバータ
４１０・・・モータジェネレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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